Mesoscale Modeling of Dynamic Fracture and Shock Compression in Quartzite and Sandstone

Die zentralen Ziele dieser Arbeit sind die Entwicklung mesoskopischer Simulationsmodelle für Quarzit und Sandstein unter Belastungen, wie sie typischerweise beim Meteoritenimpakt auftreten können, und die Ableitung makroskopischer Materialeigenschaften aus Mesoskalensimulation mittels geeigneter Homogenisierung.

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Diese Dissertation ist Teil des MEMIN (Multidisciplinary Experimental and Modeling Impact Research Network) Projektes, in dem die Effekte von Meteoriteneinschlägen auf Gesteine vom Labor- bis zum Realmaßstab experimentell und numerisch untersucht werden. In dieser Arbeit sollen verbesserte Grundlagen für die Entwicklung prognosefähiger makroskopischer Materialmodelle zur Simulation von Kraterbildungsprozessen geschaffen werden. Die Vielzahl und Komplexität der bei Meteoriteneinschlägen im getroffenen Gestein auftretenden physikalischen Phänomene erfordern eine Aufteilung der Mechanismen in Subprozesse, die in für den jeweiligen Prozess optimierten mesoskopischen Modellen abgebildet werden können. Zwei wesentliche Mechanismen werden in dieser Arbeit betrachtet: Kompression unter Stoßwellenbelastung und dynamisches Bruchverhalten.