Materialwissenschaften und Mechanik

Atomistische Computersimulationen spielen eine zunehmende Rolle in der Mechanik und in den Materialwissenschaften. Gegenüber elektronentheoretischen Berechnungsverfahren ermöglichen sie es, wesentlich größere Teilchenzahlen zu studieren. Gegenüber makroskopischen kontinuumsmechanischen Methoden schneiden sie aufgrund deutlich weniger phänomenologischer Annahmen besser ab. Partikelmethoden schließen die Lücke zwischen atomaren und makroskopischen Längenskalen und sind im Rahmen von Multiskalensimulationen bei vielen Anwendungen unverzichtbar.

Wechselwirkungspotenziale

Die atomaren Interaktionen werden durch Wechselwirkungspotenziale beschrieben, deren Parameter sich erst in wenigen Fällen durch aufwändige quantenmechanische Berechnungen mit einer hohen Genauigkeit ermitteln lassen. Ihre Bestimmung steht daher im Fokus unserer Forschung. Legierungen und allgemein Grenzflächen in Realsystemen erfordern komplexe Potenziale, die zwei oder mehr Atomspezies berücksichtigen. Äußere Beanspruchungen umfassen rein mechanische Lasten, Temperaturfelder oder kombinierte Effekte, wie sie z.B. bei Nanoindentation, Schneid-, Fräs-, Bohr und Schweißprozessen oder bei der Laserbestrahlung entstehen.

Brüche, Laserbestrahlung, Prozessimulation und Festigkeitsermittlung

Der SFB 716 untersucht Materialaspekte wie Bruch, Laserbestrahlung, Prozesssimulation und Festigkeit. Dabei werden Materialsysteme wie Metalle und Oxide betrachtet, wobei unterschiedliche Versagensverhalten im Vordergrund stehen.

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Aktuelle Teilprojekte aus diesem Projektbereich