Wyznaczanie całek granicznych dla wybranych modeli pękania w próbie rozciągania stopu magnezu Mg4AlZn

• Autorzy: Gontarz A. , Piesiak J. , Drozdowski K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2015.8.18

Warianty tytułu

EN

Determination of limit integrals for selected ductile fracture models in tensile testing of Mg4AlZn magnesium alloy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań dotyczące wyznaczania parametrów charakteryzujących wybrane kryteria pękania, stosowane w procesach kształtowania plastycznego. Badania przeprowadzono dla stopu magnezu Mg4AlZn. Zastosowano doświadczalno-teoretyczną metodę opartą na rozciąganiu, aż do wystąpienia pęknięcia, próbek z przewężeniem z prędkościami 0,5, 5 i 50 mm/s, nagrzanych do temperatur 250, 350 i 450°C. Po dokonaniu fizycznego zerwania próbek, proces ten odwzorowano w symulacjach numerycznych przy użyciu metody elementów skończonych. Implementacja modeli różnych kryteriów pękania w stosowanym programie obliczeniowym pozwoliła wyznaczyć wartości całek reprezentujących te kryteria, odpowiadające momentowi pękania w eksperymencie. Na tej podstawie określono tzw. całki graniczne dla analizowanych modeli, które mogą być wykorzystywane w symulacjach procesów kształtowania plastycznego badanego stopu do prognozowania zjawiska pękania. Uzyskane rezultaty pozwoliły również wskazać temperaturę 350°C oraz prędkość rozciągania 0,5 mm/s jako parametry badań, w których stop Mg4AlZn charakteryzuje się najlepszą plastycznością.

EN

The paper reports the research results of determining parameters characterizing a selection of ductile fracture criteria applied in metal forming processes. The research was conducted for Mg4AlZn magnesium alloy using a method combining experiment and numerical modelling. Test specimens heated to the temperatures of 250, 350 and 450 °C were subjected to tensile testing until failure at the following rates: 0.5, 5 and 50 mm/s. Following physical failure of the specimens, the process was modelled numerically by the finite element method. By implementing models of different ductile fracture criteria in a simulation programme, we determined integrals describing these criteria that correspond to the moment of failure in the experiment. As a result, we determined the so-called limit integrals for the analysed models which can be used in numerical modelling of metal forming processes of the investigated alloy to predict fracture. The results reveal that Mg4AlZn magnesium alloy has the highest plasticity at a temperature of 350°C and tensile speed of 0.5 mm/s.

Słowa kluczowe

PL

kryteria pękania; stop Mg4AlZn; próba rozciągania

EN

ductile fracture criteria; Mg4AlZn alloy; tensile test

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 82, nr 8
• Strony: 553--558
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gontarz A.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

autor

Piesiak J.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

autor

Drozdowski K.

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny ul. Nadbystrzycka 36, 20-618 Lublin

Bibliografia

• 1. Oh S.I., Chen C.C., Kobayashi S.: Ductile fracture in Axisymmetric Extrusion and Drawing, Journal of Engineering for Industry-Transactions of the ASME, vol. 101, 1979, pp. 36÷44
• 2. Cockcroft M. G., Latham D. J.: Ductility and the workability of metals, Journal Institute of Metals, vol. 96, 1968, pp. 33÷39
• 3. McClintock F. A.: A criterion for ductile fracture by the growth of holes, Journal of Applied Mechanics, vol. 35, 1968, pp. 363÷371
• 4. Freudenthal M.: The inelastic behaviour of engineering materials and structures, Wiley, New York, 1950
• 5. Rice R., Tracey D. M.: On the ductile enlargement of voids in triaxial stress fields, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, vol. 17, 1969, pp. 201÷217
• 6. Oyane M.: Criteria of ductile fracture strain, Bulletin of JSME, vol. 15, 1972, pp. 1507÷1513
• 7. Ayada M., Higashino T., Mori K.: Central bursting in extrusion of inhomogeneous materials, Proceedings of the First ICTP, Advanced Technology of Plasticity, vol. 1, 1984, pp. 553÷558
• 8. Osakada K., Mori K.: Prediction of ductile fracture in cold forging, Annals of CIRP. Journal of Engineering Materials and Technology, vol. 100, 1978, pp. 135÷139
• 9. Brozzo P., De Luca B., Rendina R.: A new method for the prediction of the formability limits of metal sheets, Proceedings of the 7 th Biennial Conference of the International Deep Drawing Research Group, 1972, pp. 3.1÷3.5
• 10. Zhao D., Bandstra J. P., Kuhn H. A.: A new fracture criterion for fracture prediction in metalworking processes, Concurrent Engineering Approach to Materials Processing, 1992, pp. 107÷119