Wykorzystanie koncepcji cyfrowej reprezentacji materiału w modelowaniu zachowania mikrostruktury materiału porowatego pod obciążeniem

• Autorzy: Madej Ł. , Legwand A. , Perzyński K. , Roskosz S. , Chrapoński J. , Cwajna J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2017.8.1

Warianty tytułu

EN

Digital material representation approach in application to modellingheterogenous metallic microstructure behavior under loading conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem niniejszej pracy jest wykorzystanie koncepcji cyfrowej reprezentacji materiału podczas modelowania numerycznego zachowania się spieków metalicznych w warunkach obciążenia. Aby uzyskać informacje o mikrostrukturze analizowanego materiału porowatego wykonano badania techniką tomografii komputerowej. Tak uzyskane dane zostały wykorzystane do przygotowania trójwymiarowego modelu numerycznego, który w sposób bezpośredni uwzględnia niejednorodność mikrostruktury podczas dalszych symulacji. W ramach pracy opracowano program komputerowy, który przekształca dane pochodzące bezpośrednio z tomografu na binarny obraz trójwymiarowy, stanowiący cyfrową reprezentację materiału. Tak przygotowany model mikrostruktury został następnie poddany dyskretyzacji siatką elementów skończonych, i stanowi dane wejściowe do obliczeń numerycznych. Jako przykład testowy wykorzystania zaproponowanego podejścia, w pracy wybrano próbę swobodnego spęczania.Wyniki ilustrują wpływ porowatości na występowanie niejednorodności w uzyskiwanych rozkładach odkształceń czy naprężeń oraz umożliwiają precyzyjną analizę zamykania się porów w trakcie deformacji.

EN

The main goal of the present work is development of reliable numerical model of sintered metallic microstructures based on the digital material representation concept. To recreate morphology of the investigated porous material a computed tomography technique was used. To transfer the obtained measurement data into the digital form a series of numerical algorithms have been developed within the research. Obtained digital representation of microstructure morphology is then subjected to discretization procedure required for further numerical simulation of material behavior under loading conditions. As a case study a simple compression test was selected in the present work. Examples of obtained results, revealing various heterogeneities occurring during deformation are also presented within the paper.

Słowa kluczowe

PL

spiekane materiały porowate; tomografia komputerowa; cyfrowa reprezentacja materiału

EN

sintered porous materials; computed tomography; digital material representation

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 84, nr 8
• Strony: 287--289
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Madej Ł.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Legwand A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Perzyński K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Roskosz S.

• Politechnika Śląska, ul. Krasińskiego 8, Katowice

autor

Chrapoński J.

• Politechnika Śląska, ul. Krasińskiego 8, Katowice

autor

Cwajna J.

• Politechnika Śląska, ul. Krasińskiego 8, Katowice

Bibliografia

• [1] AlkemperJens, Voorhees Peter W. 2001. „Quantitative serial sectioning analysis”. Journal of Microscopy 201: 388–394.
• [2] Madej Łukasz. 2017.“ Digital/virtual microstructures in application to metals engineering – A review”. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 17: 839–854.
• [3] Madej Łukasz, Rauch Łukasz, Perzyński Konrad, Cybułka Paweł. 2011. „Digital Material Representation as an efficient tool for strain inhomogenities analysis at the micro scale level”. Archives of Civil and Mechanical Engineering 3: 661–679.
• [4] Chawla Nikhilesh, Deng Xin. 2005. “Microstructure and mechanical behavior of porous sintered steels”. Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 390: 98-112.
• [5] Sezgin Mehmet, SankurBulent. 2004. „Survey over image thresholding techniques and quantitative performance evaluation”. Journal of Electronic Imaging 13 (1): 146-165.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).