Materiaaldynamiek

Materiaaldynamiek is het vakgebied dat de beweging en de mechanische reactie van materialen bestudeert onder blootstelling aan krachten, temperatuur en andere stimuli.

De kern ligt in het formuleren van balanswetten en constitutieve relaties die spanning, vervorming en tijd verbinden. In de continue benadering worden de Navier-Cauchy-vergelijkingen gebruikt, aangevuld met modellen voor elastisch, plastisch, visco-elastisch gedrag en fasetransformatie wanneer relevant.

Belangrijke verschijnselen zijn elasticiteit, plastische vervorming, visco-elasticiteit, creep (tijdafhankelijke vervorming), fasetransformatie, schade en scheurvorming. De verschijningsmechanismen variëren met lengteschaal, van kristaldefecten tot macroscopische structuren, waardoor multiscale modellering vaak nodig is.

Methoden omvatten experimenten zoals nano-indenteren en röntgendiffractie, en computationele benaderingen zoals de eindige-elementenmethode, moleculaire dynamica en fase-veldmodellen. Steeds vaker worden data-gedreven en hybride multiscale methoden toegepast.

Toepassingen bevinden zich in de luchtvaart, auto-industrie, civiele techniek, materiaalkunde, additieve productie en energieopslag. Het doel is beter ontwerp, betrouwbare prestaties en veiliger, efficiënter gebruik van materialen.

Onderwijs en onderzoek richten zich op continuümmechanica, materiaalkunde, constitutieve modellering en numerieke methoden, met toenemende aandacht voor multiscale koppelingen en computationele data-analyse.