Aplikace fenomenologických kritérií tvárného porušování na proces stříhání

Phenomenological Ductile Fracture Criteria Applied to the Cutting Process

článek v časopise - ostatní, Jost

en

Present study is aimed on the cutting process of circular cross-section rods where the fracture is used to separate one rod into two pieces. Incorporating the phenomenological ductile fracture model into the explicit formulation of finite element method, the process can be analyzed without the necessity of realizing too many real experiments which could be expensive in case of repetitive testing in different conditions. In the present paper, the steel AISI 1045 was examined and the tensile tests of smooth and notched cylindrical bars were conducted together with biaxial testing of the notched tube specimens to calibrate material constants of selected phenomenological ductile fracture models. These were implemented into the Abaqus/Explicit through user subroutine VUMAT and used for cutting process simulation. As the calibration process is based on variables which cannot be obtained directly from experiments, numerical simulations of fracture tests are inevitable part of the calibration. Finally, experiments regarding the cutting process were carried out and predictive capability of selected fracture models is discussed. Concluding remarks then make the summary of gained experience both with the calibration and application of particular ductile fracture criteria.

Tato studie je zaměřena na proces stříhání tyčí kruhových průřezu, kde se porušování používá pro rozdělení jedné tyče na dvě části. Začleněním fenomenologického modelu tvárného porušování do explicitní formulace metody konečných prvků, může být proces analyzován bez nutnosti realizace příliš mnoho reálných experimentů, které by mohly být v případě opakovaného testování v různých podmínkách nákladné. V tomto příspěvku byla zkoumána ocel AISI 1045 a byly provedeny tahové zkoušky hladkých a vrubovaných válcových tyčí společně s dvouosým testováním vrubovaných trubek pro kalibraci materiálových konstant vybraných fenomenologických modelů tvárného porušování. Ty byly implementovány do Abaqus/Explicit pomocí uživatelského podprogramu VUMAT a použity pro simulaci procesu stříhání. Jelikož je kalibrační proces založen na veličinách, které nemohou být získány přímo z experimentů, numerické simulace zkoušek do porušení jsou nezbytnou součástí kalibrace. A konečně, byly provedeny experimenty týkající se procesu stříhání a je diskutována prediktivní schopnost vybraných modelů porušování. Závěrečné poznámky pak tvoří souhrn dosavadních zkušeností jak s kalibrací, tak s používáním a aplikací jednotlivých kritérií tvárného porušování.

Present study is aimed on the cutting process of circular cross-section rods where the fracture is used to separate one rod into two pieces. Incorporating the phenomenological ductile fracture model into the explicit formulation of finite element method, the process can be analyzed without the necessity of realizing too many real experiments which could be expensive in case of repetitive testing in different conditions. In the present paper, the steel AISI 1045 was examined and the tensile tests of smooth and notched cylindrical bars were conducted together with biaxial testing of the notched tube specimens to calibrate material constants of selected phenomenological ductile fracture models. These were implemented into the Abaqus/Explicit through user subroutine VUMAT and used for cutting process simulation. As the calibration process is based on variables which cannot be obtained directly from experiments, numerical simulations of fracture tests are inevitable part of the calibration. Finally, experiments regarding the cutting process were carried out and predictive capability of selected fracture models is discussed. Concluding remarks then make the summary of gained experience both with the calibration and application of particular ductile fracture criteria.

tvárné porušování; fenomenologická kritéria; procesu stříhání; explicitní formulace; ocel AISI 1045

ductile fracture; phenomenological criteria; cutting process; explicit formulation; AISI 1045 steel

2014

15.12.2014

1307-6892

International Scholarly and Scientific Research & Innovation

8

12

1204–1207

4