Rozwój wieloskalowych metod obliczeniowych w zastosowaniu do modelowania procesów odkształcenia plastycznego

Madej, Ł.; Perzyński, K.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Rozwój wieloskalowych metod obliczeniowych w zastosowaniu do modelowania procesów odkształcenia plastycznego

Autorzy

Madej Ł. , Perzyński K.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Multiscale computational techniques in application to metalforming

Języki publikacji

Abstrakty

W pracy zaprezentowano rozwój metod obliczeniowych wykorzystywanych do wspomagania projektowania procesów przeróbki plastycznej, ze szczególnym uwzględnieniem nowoczesnych metod analizy wieloskalowej. Metody wieloskalowe umożliwiają opis zjawisk zachodzących w materiale, niemożliwych do przewidywania tradycyjnymi metodami modelowania. W pracy dokonano klasyfikacji metod na dwie grupy różniące się założeniami do modelowania w różnych skalach oraz do interakcji między nimi. Pierwsza z nich, to grupa metod hierarchicznych, która bazuje na reprezentatywnym elemencie objętości. Druga grupa, to metody modelujące dane zjawisko w całej lub w części objętości badanego materiału równocześnie w kilku skalach wymiarowych. Przyjęto nazywać je podejściami hybrydowymi. Przykłady tworzenia i wykorzystania modeli hierarchicznych i hybrydowych w zastosowaniu do symulacji zjawisk zachodzących w materiale podczas odkształcania przedstawiono bazując na połączeniu metod automatów komórkowych i elementów skończonych oraz elementów skończonych z elementami skończonymi.

Progress in numerical techniques commonly used for development of new metalforming operations is presented within the paper. Particular attention is put on applications of multiscale modeling techniques and on classification of these multiscale methods into two groups is provided. The first is the upscaling group based on representative volume elemenvol. The second is concurrent computing group, where the method used to describe the fine scale is usually applied to a part of the whole domain of the solution. These two groups are presented on the basis of the multi scale models developed by the Authors. The upscaling solution is based on the combination of the cellular automata and finite element method while the concurrent solution is a combination of two finite element models.

Słowa kluczowe

modelowanie numeryczne metoda analizy wieloskalowej przeróbka plastyczna

numerical modelling multiscale analysis metal forming

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

Rocznik

2013

Tom

Vol. 80, nr 4

Strony

242--247

Opis fizyczny

Bibliogr. 23 poz., rys.

Twórcy

autor

Madej Ł.

lmadej@agh.edu.pl

AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Perzyński K.

AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

1. Merklein M., Allwood J. M., Behrens B.-A., Brosius A., Hagenah H., Kuzman K., Mori K., Tekkaya A.E., Weckenmann A.: Bulk forming of sheet metal, CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol. 61, 2012, pp. 725÷745
2. Groche P., Fritsche D., Tekkaya E. A., Allwood J. M., Hirt G., Neugebauer R.: Incremental bulk metal forming, CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol. 56, 2007, pp. 635÷656
3. Pietrzyk M., Madej L., Kuziak R.: Optimal design of manufacturing chain based on forging for copper alloys, with product properties being the objective function, CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol. 59, 2010, pp. 19÷32
4. Pietrzyk M., Madej L., Weglarczyk S.: Tool for optimal design of manufacturing chain based on metal forming, CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol. 57, 2008, pp. 309÷312
5. Ferguson D., Chen W., Kuziak R., Zajac S.: New developments in the field of physical simulation of thermomechanical, Mavol. Konf. ESAFORM 5, ed., Pietrzyk M., Mitura Z., Kaczmar J., Krakow, 2002, pp. 599÷602
6. Lenard J.G., Pietrzyk M., Cser L.: Mathematical and physical simulation of the properties of hot rolled products, Elsevier, Amsterdam, 1999
7. Pietrzyk M.: Through-process modelling of microstructure evolution in hot forming of steels, Journal of Material Processing Technology, vol. 125/126, 2002, pp. 53÷62
8. Hao S., Liu W. K., Moran B., Vernery F., Olson G. B.: Multi scale constitutive model and computational framework for the design of ultra-high strength, high toughness steels, Computational Methods in Applied Mechanical Engineering, vol. 193, 1004, pp. 1865÷1908
9. Hutchinson J. W., Evans A. G.: Mechanics of materials: top-down approaches to fracture, Acta materialia, vol. 48, 2000, pp. 125÷135
10. Madej, Ł., Hodgson, P.D., Pietrzyk, M.: Multi-scale rheological model for discontinuous phenomena in materials under deformation conditions, Computational Materials Science, vol. 38, 2007, pp. 685÷691
11. Shterenlikht A., Howard IC.: The CAFE model of fracture - application to a TMCR steel, J. Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures, vol. 29, 2006, pp. 770÷787
12. Gawąd J., Pietrzyk M.: Application of cafe coupled model to description of microstructure development during dynamic recrystallization, Archives of Metallurgy and Materials, vol. 52, 2007, pp. 257÷266
13. Hirt G., Kopp R., Hofmann O., Franzke M., Barton G.: Implementing a high accuracy Multi-Mesh Method for incremental Bulk Metal Forming, , CIRP Annals - Manufacturing Technology, vol. 56, 2007, pp. 313÷316
14. Milenin A., Muskalski Z.: The FEM simulation of cementite lamellas deformation in pearlitic colony during drawing of high carbon steels, Proc. Conf. Numiform 2007, eds, Cesar de Sa, J.M.A., Santos, A,D., Porto, 2007, pp. 1375÷1380
15. Mrozek A., Kuś W., Burczyński T.: Application of the coupled boundary element method with atomic model in the static analysis, Computer Methods in Materials Science, vol. 7, 2007, pp. 284÷288
16. Feyel F.: Multiscale FE2 elastoviscoplastic analysis of composite structures, Computational Materials Science, vol. 16, 1999, pp. 344÷354
17. Madej L., Hodgson P. D., Pietrzyk M.: Development of the multi-scale analysis model to simulate strain localization occurring during material processing, Archive of Computational Methods in Engineering, vol. 16, 2009, pp. 287÷318
18. Blicharski M., Gorczyca S.: Structural inhomogeneity of deformed austenitic stainless steel, Metal Science, vol. 12, 1978, pp. 303÷312
19. Blicharski M., Dymek S., Wrobel M.: Inhomogeneities of microstructure evolved in metals under plastic deformation, Journal of Materials Processing Technology, vol. 53, 1995, pp. 75÷84
20. Korbel A., Martin P.: Microscopic versus macroscopic aspects of shear bands deformation, Acta Metallurgica, vol. 34, 1986, pp. 1905÷1909
21. Korbel A.: Structural and mechanical aspects of homogeneous and non-homogeneous deformation in solids, Courses and Lectures, Springer, 1998, no. 386, pp. 21÷98
22. Madej L.: Development of the modeling strategy for the strain localization simulation based on the Digital Material Representation. Wydawnictwa AGH, 2010, Kraków
23. Perzyński K., Major Ł., Madej Ł., Pietrzyk M.: Analysis of the stress concentration in the nanomultilayer coatings based on digital Representation of the structure, Archives of Metallurgy and Materials, vol. 56, 2011, pp. 393÷399

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-56b79d7d-9969-4260-be13-51f10d283f9b