Multiscale modelling of ferritic-pearlitic steel deformation in rod drawing process by using statistical representation of microstructure

• Autorzy: Konstantinov D. , Bzowski K. , Korchunov A. , Pesin A. , Pietrzyk M.

Warianty tytułu

PL

Wieloskalowe modelowanie z zastosowaniem statystycznej reprezentacji mikrostruktury odkształcenia stali ferrytyczno-perlitycznej w procesie ciągnienia prętów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Development of modelling method, which allows prediction of the properties distribution in the metal volume with the behavioural features of the microstructure under the influence of the deformation during drawing, was the objective of the paper. Multiscale model of rod drawing process was proposed. To save computing time, statistical representation of the microstructure was applied. Statistically Similar Representative Volume Element (SSRVE), representing ferritic-pearlitic steel microstructure, was developed. Simulations of the drawing process were performed and local deformation of each structural component was predicted. Selected results, as well as discussion of the effect of microstructure on obtained stress and strain distributions, are presented in the paper.

PL

Celem pracy jest rozwój metod modelowania, które pozwalają przewidywać rozkład własności w objętości wyrobu gotowego uzyskiwanego na drodze przeróbki plastycznej. Metody te uwzględniają cechy mikrostruktury w warunkach odkształcenia. Jako przykład rozważono proces ciągnienia prętów. Zaproponowany został wieloskalowy model dla tego procesu. W celu obniżenia czasu obliczeń wprowadzono statystyczną reprezentację mikrostruktury. Opracowany został statystycznie podobny reprezentatywny element objętości (ang. Statistically Similar Representative Volume Element - SSRVE), reprezentujący strukturę ferrytyczno-perlityczną. Przeprowadzono symulacje procesu ciągnienia prętów i wyznaczono odkształcenie każdej fazy w mikrostrukturze. W artykule przedstawiono wybrane wyniki symulacji i przeprowadzono dyskusję uzyskanych rozkładów odkształceń i naprężeń w prętach.

Słowa kluczowe

EN

rod drawing; multiscale model; statistically similar representative volume element

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 15, No.2
• Strony: 336--345
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Konstantinov D.

• Nosov Magnitogorsk State Technical Unwersity, Magnitogorsk, Russia

autor

Bzowski K.

• AGHAkademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Korchunov A.

• Nosov Magnitogorsk State Technical Unwersity, Magnitogorsk, Russia

autor

Pesin A.

• Nosov Magnitogorsk State Technical Unwersity, Magnitogorsk, Russia

autor

Pietrzyk M.

• AGHAkademia Górniczo-Hutnicza, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Balzani, D., Schroder. J., 2008, Some basic ideas for the reconstruction of statistically similar microstructures for multiscale simulations. Proc. Appl Math. Mech.. 8. 10533-10534.
• Campos. H., Cetlin, P.. 1998. The influence of die semi-angle and of the coefficient of friction on the uniform tensile elongation of drawn copper bars. Journal of Materials Processing Technology, 80-81.
• Castro. A.. Campos. H.. Cetlin, P. 1996. Influence of die semi angle on mechanical properties of single and multiple pass drawn copper. Journal of Materials Processing Technology., 60, 179-182.
• Hasani. G.. Mahmudi. R.. Karimi-Taheri, A.. 2009, On the strain inhomogeneity in drawn copper wires. International Journal for Materials Forming, 80, 388-391.
• Madej, L., Kruzel, F., Cybulka, P., Perzynski K., Banaś, K., 2012, Generation of dedicated finite element meshes for multiscale applications with Delaunay triangulation and adaptive finite element - cellular automata algorithms. Computer Methods in Materials Science. 12, 85-96.
• Park, H., Lee, D., 2003, The evolution of annealing textures in 90 pet drawn copper wire. Metallurgical and Materials Transactions A, 34A, 531-541.
• Rauch, L, Penach, M. Bzowski, K., Pietrzyk, M, 2011, On application of shape coefficients to creation of the statistically similar representative element of DP steels, Computer Methods in Materials Science. 11, 531-541.
• Sadok, L., Łuksza, L., Majta, J., 1994, Inhomogeneity of mechanical properties in stainless steel rods after drawing Journal of Materials Processing Technology. 44, 1994 129-141.
• Schroeder, J.. Balzani, D., Brands, S., 2011, Approximation of random microstructures by periodic statistically similar representative volume elements based on lineal-path functions. Archives of Applied Mechanics. 81,975-997.
• Sarma, G.B., Radhakrishnan, B., Zacharia, T, 1998, Finite Element Simulations of Cold Deformation at the Mesoscale, Computational Materials Science. 12, 1998, 105-123.
• Son, S.-B., Roh, H., Kang, S.-H, 2010, Relationship between microstructure homogeneity" and bonding stability of ultrafine gold wire, Journal of Materials Science. 45, 236-244.
• Watanabe, I., Setoyama, D., Nagasako, N., Iwata, K., Kakanishi, K., 2012, Multiscale prediction of mechanical behavior of ferrite-pearhte steel with numerical material testing, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 89, 829-845.
• Wiewiórowska, S., 2010a, Determination of content of retained austenite in steels with TRIP effect deformed at different strain rates, Steel Research International, 81, spec, issue Conf. Metal Forming, 262-265.
• Wiewiórowska, S., 2010b, The influence of strain rate and strain intensity on retained austenite content in structure of steel with TRIP Effect, Solid State Phenomena, 165, 216-222.