Thermo-Mechanik von Schüttbetten in Fusionsreaktorblankets Heliumgekühlte Schüttbetten (HCPB: Helium Cooled Pebble Beds) werden in der Ummantelung von Fusionsreaktoren, dem sogenannten Blanket, zur Tritiumerzeugung und als Neutronenmultiplikator verwendet und unterliegen somit harten Einsatzbedingungen. Die Schüttbetten bestehen aus nahezu kugelförmigem Granulat und weisen aufgrund dieser diskreten Beschaffenheit ein komplexes Materialverhalten auf. Eines der wichtigsten Forschungsthemen bei HCPB-Blankets ist die Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit von der Druckspannung, die durch die thermische Ausdehnung der Schüttbetten im Betrieb hervorgerufen wird. Um den Anforderungen in Hinblick auf Design und Analyse eines HCPB-Blankets gerecht zu werden, wird ein Materialmodell benötigt, das die thermo-mechanische Antwort auf eine äußere Anregung vollständig gekoppelt beschreibt. In der vorliegenden Dissertation wurden ein numerisches Simulationsverfahren für Schüttbetten unter fusionstypischen Einsatzbedingungen entwickelt. Die Schüttbetten aus Brutkeramik und Beryllium werden dabei mittels der Diskrete-Elemente-Methode und phänomenologischer Ansätze modelliert. Darüber hinaus wird gezeigt, wie vorhandene experimentelle Ergebnisse im Rahmen dieser Vorgehensweise ausgenutzt werden können. Bei der Diskrete-Elemente-Methode werden die einzelnen Granulatkörner unter Gleichgewichtsbedingungen betrachtet. Hierbei wird neben der Anordnung der einzelnen Partikel auch das globale Bauteilverhalten unter Einwirkung makroskopischer Druckbelastung untersucht. Ausgehend von einer zufälligen Packungsdichte als Anfangsbedingung liefert die Simulation die Verteilung der Kontaktbelastung zwischen den einzelnen Partikeln. Die Simulation eines einachsigen Drucktests mit Hilfe der Diskrete-Elemente-Methode ergab dabei eine quantitative Übereinstimmung mit experimentellen Ergebnissen. Darüber hinaus wurden die Beziehungen zwischen mikroskopischen Größen, wie z.B. der maximalen Kontaktbelastung oder der Koordinationszahl im Bauteil zu makroskopischen Belastungsgrößen untersucht. In einem zweiten Ansatz wurde das globale Materialverhalten unter fusionsähnlichen Bedingungen durch ein phänomenologisches Modell beschrieben, welches die Schüttbetten als kontinuierliches Material betrachtet. Ziel ist die Entwicklung eines Materialgesetzes, das in eine Finite-Elemente-Simulation des Gesamtbauteils eingebunden werden kann. Das thermo-mechanische Materialverhalten wird dabei durch ein nichtlineares Elastizitätsgesetz abgebildet, welches ein modifiziertes Drucker-Prager-Cap Modell sowie eine dehnungsabhängige Wärmeleitfähigkeit beinhaltet. Die benötigten Materialparameter wurden aus vorhandenen experimentellen Ergebnissen abgeleitet. Dieses Vorgehen wurde anhand verschiedener Schüttbett-Varianten angewendet und für unterschiedliche Temperaturniveaus verifiziert. Darüber hinaus wurde das phänomenologische Modell in eine benutzerdefiniterte Materialroutine implementiert, um vollständig gekoppelte thermo-mechanische FE-Analysen durchführen zu können. Die Grenzfläche zwischen Granulat und Behälterwand wird durch ein Wärmeübergangsmodell dargestellt, welches die Wärmeleitung im Kontaktbereich bei unterschiedlichen Spannungen und Temperaturen berücksichtigt. In einer Vergleichsstudie wurden die Ergebnisse der Simulation auf Basis des phänomenologischen Modells mit experimentellen Ergebnissen verglichen. Dabei hat sich gezeigt, dass der vorliegende Modellierungsansatz für die thermo-mechanische Analyse eines Fusionsreaktorblankets geeignet ist. Abschließend wird gezeigt, dass die in der vorliegenden Dissertation entwickelten numerischen Methoden eine effiziente Analyse von HCPB-Blankets ermöglichen und somit ein wichtiges Werkzeug in Hinblick auf das Design derartiger Bauteile darstellen. Darüber hinaus liefert die vorliegende Arbeit die Grundlage, um weitere experimentelle Daten, wie z.B. zum Schwellen oder zur Degradation durch Bestrahlung in das vorhandene Materialmodell für Schüttbetten zu implementieren.