Numerik und Werkstoffdynamik der Crash- und Impaktvorgänge

Theorie und Experiment der Werkstoffcharakterisierung für dynamisches Materialverhalten sind zwei Welten, die sich vielfach getrennt voneinander entfalten. Zusammen mit der numerischen Methodenentwicklung sind dies die drei obligatorischen Bausteine einer physikalisch sinnvollen Simulation von Crash- und Impaktvorgängen. Im Automobilcrash, beim Impakt von Flugkörpern auf harte oder gepanzerte Strukturen wie auch beim Einschlag von Mikrometeoriten in Raumfahrzeugen treten kurzzeitige Belastungen der jeweiligen Werkstoffe auf, die mit großen zeitlichen Änderungen der Druck-, Dichte- und Verformungszustände einhergehen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, für diese drei Anwendungsbereiche die theoretischen Grundlagen sowohl für die Formulierung mathematischer Modelle als auch für die Definition und Durchführung von Experimenten zur Ermittlung von Materialparametern zusammenzustellen. Die Arbeit spiegelt eine wesentliche Bestrebung des Autors in seiner Tätigkeit am Ernst-Mach-Institut wider, die bestehenden Forschungsteams zur dynamischen Materialprüfung und zur numerischen Methodenentwicklung zusammenzuführen. Grundlagen und ausgewählte Ergebnisse der gleichzeitigen experimentellen und numerischen Untersuchung der Strukturdynamik bei Crash und Impakt werden dargestellt.