Dr.-Ing. Stephan Roth

Dr.-Ing. Stephan Roth

Dr.-Ing. Stephan Roth


Mitarbeiter der Professur

Weisbach-Bau, Zimmer 102, D-09599 Freiberg

Telefon +49 (0) 3731 39 3498

stephan [dot] rothatimfd [dot] tu-freiberg [dot] de



Wissenschaftlicher Werdegang

2003 - 2008: Studium Maschinenbau, Angewandte Mechanik, TU Dresden

2008: Diplomarbeit "Modellierung des nichtlinearen Materialverhaltens ferroelektrischer Keramiken" am IFKM, TU Dresden

seit 2008: wissenschaftlicher Mitarbeiter

2015: Dissertation "Entwicklung und Implementierung zyklischer Kohäsivzonenmodelle zur Simulation von Werkstoffermüdung"

Hauptarbeitsgebiete

  • Materialmodellierung
  • Bruch- und Schädigungsmechanik
  • numerische Simulation (FEM)
  • Kohäsivzonenmodelle
  • Phasenfeldmodellierung

Lehre

  • Vorlesung Einführung in die Methode der finiten Elemente
  • Vorlesung Numerische Methoden der Mechanik
  • Vorlesung Introduction to the finite element method
  • Vorlesung Werkstoffmechanik
  • Übung Technische Mechanik
  • Übung Plastizitätstheorie
  • Übung Höhere Festigkeitslehre
  • Übung (D) Continuum Mechanics

Projekte

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Monografien

  1. S. Roth: Entwicklung und Implementierung zyklischer Kohäsivzonenmodelle zur Simulation von Werkstoffermüdung, Dissertation, TU Bergakademie Freiberg, 2016. ISBN: 978-3-86012-536-6 URN

Veröffentlichungen in Fachzeitschriften

  1. S. Roth, G. Hütter, U. Mühlich, B. Nassauer, L. Zybell, M. Kuna: Visualisation of User Defined Finite Elements with ABAQUS/Viewer, GACM Report Summer, 2012, S. 7-14 pdf
  2. S. Stark, S. Roth, P Neumeister und H. Balke: Modifications of the Newton-Raphson method for finite element simulations in ferroelectroelasticity, International Journal of Solids and Structures, 50(5), 2013, S. 773-780
  3. G. Hütter, T. Linse, S. Roth, U. Mühlich: A Modeling Approach for the Complete Ductile-brittle Transition Region: Cohesive Zone in Combination with a Non-local Gurson-model, Int. J. Fract., 185, 2014, S. 129-153
  4. S. Kozinov, M. Kuna, S. Roth: A cohesive zone model for the electromechanical damage of piezoelectric/ferroelectric materials, Smart Materials and Structures, 23, 2014
  5. S. Roth, G. Hütter, M. Kuna: Simulation of fatigue crack growth with a cyclic cohesive zone model, Int. J. Fract., 188, 2014, S. 23-45 pdf
  6. S. Soltysiak, M. Selent, S. Roth, M. Abendroth, M. Hoffmann, H. Biermann und M. Kuna: High-temperature small punch test for mechanical characterization of a nickel-base super alloy, Mater. Sci. Eng., A, 613, 2014, S.259-263
  7. M. Kuna und S. Roth: General remarks on cyclic cohesive zone models, Int. J. Fract., 196(1), 2016, S. 147-167
  8. S. Roth und M. Kuna: Prediction of size-dependent fatigue failure modes by means of a cyclic cohesive zone model, Int. J. Fatigue, 100(1), 2017, S. 58-67
  9. A. Burgold, S. Henkel, S. Roth, M. Kuna und H. Biermann: Fracture mechanics testing and crack growth simulation of highly ductile austenitic steel, Materials Testing, 60(4), 2018, S. 341-348
  10. A. Burgold, S. Roth, M. Kuna.: Cohesive Zone Modeling of Stable Crack Propagation in Highly Ductile Steel, Key Engineering Materials, 774, 2018, S. 167-172
  11. J. Abraham, S. Roth, M. Kuna: A cohesive zone model for thermomechanical fatigue, Int. J. Fatigue, 136, 2020
  12. S. Roth and B. Kiefer: Employing Phase-Field Descriptions of Cohesive Zone Placements in Cohesive Fracture Simulations, Int. J. Numer. Methods. Eng., 2021

Veröffentlichungen in Tagungsbänden

  1. S. Roth, P. Neumeister, A. Semenov, H. Balke: Finite element simulation of the non-remanent straining ferroelectric material behaviour based on the electrostatic scalar potential - Convergence and stability, in M. Kuna, A. Ricoeur eds., IUTAM Symposium on Multiscale Modelling of Fatigue, Damage and Fracture in Smart Materials, IUTAM bookseries 24, Springer, 2010, 55-66, ISBN: 9789048198870
  2. S. Roth, M. Kuna: Numerical study on interfacial damage of sprayed coatings due to thermo-mechanical fatigue, in E. Onate, D.R.J. Owen, D. Peric, B. Suarez, eds., XI International Conference on Computational Plasticity. Fundamentals and Applications, COMPLAS XI, CIMNE, Barcelona, 2011, 1032-1043 pdf
  3. S. Roth, M. Kuna: Modelling of interfacial damage and delamination of sprayed coatings with cohesive elements, PAMM Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, 2011
  4. S. Roth, M. Kuna: Finite element analyses of fatigue crack growth under small scale yielding conditions modelled with a cyclic cohesive zone approach, in E. Onate, D.R.J. Owen, D. Peric, B. Suarez, eds., XII International Conference on Computational Plasticity. Fundamentals and Applications, COMPLAS XII, CIMNE, Barcelona, 2013, 1075-1086
  5. S. Roth, G. Hütter, M. Kuna: FE-Simulationen des Ermüdungsrisswachstums mithilfe eines zyklischen Kohäsivgesetzes, DVM-Bericht 246, 46. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge, 2014, 187-196
  6. S. Roth, M. Kuna: Fatigue modelling with a cyclic cohesive zone approach, Proc. Mat. Sci., 3, 2014, S. 325-330
  7. S. Roth, M. Kuna: Anwendung eines zyklischen Kohäsivzonenmodells: Größeneffekt und zyklische Versagensbewertung, DVM-Bericht 248, 48. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge, 2016, 11-20
  8. A. Burgold, S. Henkel, S. Roth, M. Kuna, H. Biermann: Experimentelle und numerische Untersuchung eines hochduktilen austenitischen Gussstahles, DVM-Bericht 250, 50. Tagung des Arbeitskreises Bruchvorgänge, 2018, S. 217-226
  9. S. Roth, B. Kiefer: Simulation von Ermüdungsrissausbreitung mit einem zyklischen Kohäsivzonenmodell unter Nutzung einer Phasenfeldmodellierung, DVM-Bericht 251, 51. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchvorgänge, 2019
  10. S. Roth, M. Kuna, B. Kiefer: Simulation of Fatigue with Cyclic Cohesive Zone Models, Proceedings of the 8th GACM Colloquium on Computational Mechanics for Young Scientists from Academia and Industry, 2019
  11. B. Kiefer, O. Rheinbach, S. Roth, F. Röver: Variational Methods and Parallel Solvers in Chemo-Mechanics
    PAMM - Proceedings in Applied Mathematics, 2020
  12. J. Abraham, S. Roth, M. Kuna: Ein Kohäsivzonenmodell für Thermomechanische Ermüdung, DVM-Bericht 252, 52. Tagung des DVM-Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit, 2020, S. 147-156
  13. P. Dude, M. Schurig, S. von Ende, S. Roth, B. Kiefer, M. Kuna: Evaluation von PROCRACK im Vergleich zu Franc3D für die Vorhersage von Risswachstum in industrieller Anwendungsumgebung, DVM-Bericht 253, 53. Tagung des Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit, 2021
  14. B. Kiefer, S. Prüger, O. Rheinbach, F. Röver, S. Roth: Variational Settings and Domain Decomposition Based Solution Schemes for a Coupled Deformation-Diffusion Problem, Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics, 2021(1)
  15. R.W. Schirmer, M. Abendroth, S. Roth, L. Kühnel, H. Zeidler, B. Kiefer: Simulation-supported characterization of 3D-printed biodegradable structures, GAMM-Mitteilungen, 2021, e202100018

Forschungsberichte

  1. S. Roth, M. Hoffmann, C. Skupsch, M. Kuna, H. Biermann und H. Chaves: Experimental and numerical assessment of protective coatings deposited by high velocity oxygen fuel flame spraying: Spraying process and thermomechanical behavior, in D. Rafaja ed., Functional structure design of new high-performance materials via atomic design and defectengineering - ADDE, Saxonia, 2015, S. 224-240