Kalibrace mikromechanického modelu tvárného lomu Gurson-Tvergaard-Needleman

A calibration of Gurson-Tvergaard-Needleman micromechanical model of ductile fracture

conference paper

en

Fracture mechanics characteristics of ductile fracture often depend on geometry and size of specimens. A micromechanical modelling of material damage proposes a tool for treatment of geometry and size effects in fracture mechanics. Application of micromechanical model for certain material requires a calibration of model parameters. This contribution presents the calibration procedure of Gurson-Tvergaard-Needleman model of ductile fracture for Eurofer97 steel. The identification of ductile damage of the steel and its tensile properties at various level of stress triaxiality by testing smooth and notched bars were determined in the previous study. The calibration procedure was performed by hybrid method as a combination of FEA simulations of tensile tests and fractography analyses. The Gurson-Tvergaard-Needleman model performance is greatly influenced by true stress-true strain curve of the material. It was verified that derivation of true stress-true strain curve of the material by using of multiple linear regression model proposed by Mirone is very suitable.

Lomově-mechanické charakteristiky tvárného lomu často závisí na geometrii a velikosti zkušebních těles. Mikromechanické modelování procesu poškození materiálu nabízí nástroj ke kvantifikaci vlivů geometrie a velikosti pozorovených u lomově-mechanických těles. Aplikace mikromechanického modelu pro daný materiál vyžaduje kalibraci jeho mikromechanických parametrů. V příspěvku je předložena příklad kalibračního procesu Gurson-Tvergaard-Needleman modelu tvárného lomu pro ocel Eurofer97. Identifikace tvárného poškození oceli a její tahové vlastnosti při různých úrovních triaxiality napětí prostřednictvím zkoušení hladkých a vrubovaných tahových tyčí byly určeny v předchozí studii. Postup kalibrace parametrů byl založen na kombinaci končnoprvkových simulací tahových zkoušek a fraktogtafické analyze. Chování mikromechanického modelu je kromě jeho parametrů značně ovlivněno volbou materiálové křivky skutečné napětí-skutečná deformace. Bylo ověřeno, že stanovení materiálové křivky skutečné napětí-skutečná deformace pomocí vícenásbobného lineárního regresního modelu navrženého Mironem je velmi vhodné.

Fracture mechanics characteristics of ductile fracture often depend on geometry and size of specimens. A micromechanical modelling of material damage proposes a tool for treatment of geometry and size effects in fracture mechanics. Application of micromechanical model for certain material requires a calibration of model parameters. This contribution presents the calibration procedure of Gurson-Tvergaard-Needleman model of ductile fracture for Eurofer97 steel. The identification of ductile damage of the steel and its tensile properties at various level of stress triaxiality by testing smooth and notched bars were determined in the previous study. The calibration procedure was performed by hybrid method as a combination of FEA simulations of tensile tests and fractography analyses. The Gurson-Tvergaard-Needleman model performance is greatly influenced by true stress-true strain curve of the material. It was verified that derivation of true stress-true strain curve of the material by using of multiple linear regression model proposed by Mirone is very suitable.

tvárný lom, GTN model, nukleace dutin, MLR model, Eurofer97

ductile fracture, GTN model, void nucleation, MLR model, Eurofer97

2013

13.05.2013

Institute of Thermomechanics AS CR, v. v. i.

Praha

978-80-87012-47-5

Engineering mechanics 2013

560–566

7