A comparative study of various models of equivalent plastic strain to fracture

• Autorzy: Mykhalevych Volodymyr , Dobraniuk Yurii , Matviichuk Victor , Kraievskyi Volodymyr , Тiutiunnyk Oksana , Smailova Saule , Kozbakova Ainur

Identyfikatory

DOI

10.35784/iapgos.3496

Warianty tytułu

PL

Badanie porównawcze różnych modeli równoważnego odkształcenia plastycznego do pękania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

For more then half a centre just the same approach to the simulation of the ductile crack formation wasdeveloped independently by the scientific communities of foreign and native researchers. The importance at these studies drastically increased. A set of the characteristics, according to whichit is recommendly to perform thedetail comparison of the existing fracture models is developed. The examples of the analysis of a number of the most popular models by means of obtaining and study their analytical expressions regarding the conditions of the plane state are given. The generalized relations of the know models and a number of separate relations are obtained.

PL

Od ponad pół wieku to samo podejście do modelowania uszkodzeń podczas odkształceńplastycznych jest opracowywane niezależnie przez zespoły naukowe złożone znaukowców zagranicznych i krajowych. W ostatnich dziesięcioleciach znaczenie tych badań dramatycznie wzrosło. Opracowano zestaw cech, zgodnie z którymi proponuje się przeprowadzenie szczegółowego porównania istniejących modeli zniszczenia. Podano przykłady analizy szeregu najpopularniejszych modeli poprzez uzyskanie i badanie ich wyrażeń analitycznych dla warunków płaskiego stanunaprężenia. Otrzymano uogólnione wskaźniki znanych modeli oraz szereg wskaźników indywidualnych.

Słowa kluczowe

EN

ductile fracture criteria; fracture graph; equivalent plastic strain to fracture; stress triaxiality; plane strain

PL

kryteria powstawania pęknięć ciągliwych; wykres pękania; równoważne odkształcenie plastyczne do pękania; trójosiowość naprężeń; naprężenie płaskie

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 13, nr 1
• Strony: 64--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mykhalevych Volodymyr

• Vinnytsia National Technical University, Vinnytsia, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0003-1557-7331

autor

Dobraniuk Yurii

• Vinnytsia National Technical University, Vinnytsia, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-6387-6331

autor

Matviichuk Victor

• Vinnytsia National Agrarian University, Vinnytsia, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-7837-5174

autor

Kraievskyi Volodymyr

• Vinnytsia National Technical University, Vinnytsia, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-6478-253X

autor

Тiutiunnyk Oksana

• Vinnytsia National Technical University, Vinnytsia, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-8544-4246

autor

Smailova Saule

• D. Serikbayev East Kazakhstan Technical University, Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan

• https://orcid.org/0000-0002-8411-3584

autor

Kozbakova Ainur

• Almaty Technological University, Institute of Information and Computational Technologies CS MHES RK, Almaty, Kazakhstan

• https://orcid.org/0000-0002-5213-4882

Bibliografia

• [1] Afonin A.: Modelirovanie razrusheniya metallov pri plasticheskoy deformatsii v DEFORM i LS-DYNA, Izvestiya OrelGTU, Mashinostroenie. Priborostroenie 1, 2012, 52–62.
• [2] Bai Y., Wierzbicki T.: A new model of metal plasticity and fracture with pressure and Lode dependence. International Journal of Plasticity 24, 1071–1096 [http://doi.org/10.1016/j.ijplas.2007.09.004].
• [3] Bao Y., Wierzbicki T.: A comparative study on various ductile crack formation criteria. J Eng Mater Technol 126, 2004, 314–324 [http://doi.org/10.1115/1.1755244].
• [4] Bao Y., Wierzbicki T.: On fracture locus in the equivalent strain and stress triaxiality space. International Journal of Mechanical Sciences 1(46), 2004, 81–98 [http://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2004.02.006].
• [5] Bao Y., Wierzbicki T.: On the cut-off value of negative triaxiality for fracture. Engineering Fracture Mechanics 72, 2005, 1049–1069 [http://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2004.07.011].
• [6] Botkin A. et al.: Otsenka povrezhdennosti metalla pri holodnoy plasticheskoy deformatsii c ispolzovaniem modeli razrusheniya Kokrofta-Latama. Deformatsiya i razrushenie materialov 7, 2011, 17–22.
• [7] Botkin A. et al.: Prognoziovanie razrusheniya metalla v protsesse intensivnoy plasticheskoy deformatsii dlinnomernoy zagotovki ravnokanalnyim uglovyim pressovaniem konform. Vestnik UGATU 16, 8(53), 2012, 98–103.
• [8] Botkin A., Valiev R., Stepin P.: Otsenka povrezhdennosti metalla pri holodnoy plasticheskoy deformatsii s ispolzovaniem modeli razrusheniya Kokroft-Letem i programmnogo kompleksa DEFORM 3D. Innovatsionnyie tehnologii v metallurgii i mashinostroenii, Ekaterinburg 2012, 102–108.
• [9] Clift S. et al.: Fracture prediction in plastic deformation processes. International Journal of Mechanical Science 1(32), 1990, 1–17 [http://doi.org/10.1016/0020-7403(90)90148-C].
• [10] Cockcroft M., Latham D.: Ductility and the Workability of Metals. Journal of the Institute of Metals 96, 1968, 33–39.
• [11] Del G.: Plastichnost deformirovannogo metalla. Fizika i tehnika vyisokih davleniy 11, 1983, 28–32.
• [12] Del G.: Tekhnolohycheskaia mekhanyka. Mashynostroenye, Moscow 1978.
• [13] Gese H., Oberhofer G., Dell H.: Consistent Modeling of Plasticity and Failure in the Process Chain of Deep Drawing and Crash with User Material Model MF-GenYld + CrachFEM for LS-Dyna, LS-DYNA Anwenderforum 6, Frankenthal 2007.
• [14] Hooputra H. et al.: A comprehensive failure model for crashworthiness simulation of aluminium extrusions. International Journal of Crashworthiness 9, 2004, 449–464 [http://doi.org/10.1533/ ijcr.2004.0289].
• [15] Hrushko A., OgorodnIkov V.: Predelnoe formoizmenenie v operatsiyah listovoy shtampovki. Udoskonalennya protsesiv i obladnannya obrobki tiskom v metalurgiyi i mashinobuduvanni, Kramatorsk 2004, 186–190.
• [16] Hrushko A.: Kartyi materialov v holodnoy obrabotke davleniem. VNTU, Vinnitsa 2015.
• [17] Hrushko A.: Parametr napriazhennoho sostoianyia, uchytyvaiushchyi svoistva materyala, y eho vlyianye na plastychnost. Visnyk NTUU "KPI" Mashynobuduvannia 64, 2012, 220–226.
• [18] Ilyushin A.: Ob odnoy teorii dlitelnoy prochnosti. Mehanika tverdogo tela 13, 1967, 21–25.
• [19] Keller I. et al.: Diagramma predelnyih deformatsiy pri goryachey listovoy shtampovke metallov: obzor modeley materiala, kriteriev vyazkogo razrusheniya i standartnyih ispyitaniy. VSGTU 22(3), 2018, 447–486 [http://doi.org/10.14498/vsgtu1608].
• [20] Kolmogorov V. et al.: Plastichnost i razrushenie. Metallurgiya, Moscow 1977.
• [21] Kraievskyi V. et al.: Modeling of the materials superplasticity based on damage summation theory. Proc. SPIE 10808, 2018, 108084S [http://doi.org/10.1117/12.2501489].
• [22] Matveev M.: Otsenka veroyatnosti razrusheniya metalla pri goryachey plasticheskoy deformatsii spomoschyu kriteriya Kokrofta-Latama. Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbPU. Estestvennyie i inzhenernyie nauki 23(02), 2017, 109–126 [http://doi.org/10.18721/JEST.230211].
• [23] Matviychuk V., Aliyev I.: Sovershenstvovaniye protsessov lokal'noy rotatsionnoy obrabotki davleniyem na osnove analiza deformiruyemosti metallov: monografiya. DGMA, Kramatorsk 2009.
• [24] Mikhalevich V., Abramchuk I.: Maximum Accumulated Strain for Linear Two-Link Triangle-Like Deformation Trajectories. International Applied Mechanics 57(6), 2021, 720–736 [http://doi.org/10.1007/s10778-022-01121-w].
• [25] Mikhalevich V., Lebedev A., Dobranyuk Yu.: Modeling of plastic deformation in a cylindrical specimen under edge compression. Strength of Materials 43(6), 2011, 591–603 [http://doi.org/10.1007/s11223-011-9332-7].
• [26] Mikhalevich V.: Models of defects accumulation for solids with original and strain-induced anisotropy. Izvestia Akademii nauk SSSR. Metally 5, 1993, 144–151 [http://doi.org/10.1007/BF02133202].
• [27] Mykhalevych V.: Tenzorni modeli nakopychennia poshkodzhen. Universum, Vinnytsia 1998.
• [28] Ogorodnikov V.: Otsenka deformiruemosti metallov pri obrabotke davleniem. Vyischa shk., Kyiv 1983.
• [29] Oh S., Chen C., Kobayashi S.: Ductile fracture in axisymmetric extrusion and drawing. Part 2. Workability in extrusion and drawing. ASME Journal of Engineering for Industry 101, 1979, 36–44 [http://doi.org/10.1115/1.3439471].
• [30] Ohorodnykov V. et al.: Parametry modely, formyruyushchey kartu materyala v protsesakh obrabotky davlenym. Obrabotka materyalov davlenyem 1(26), 2011, 91–97.
• [31] Polishchuk L., Bilyy O., Kharchenko Y.: Prediction of the propagation of crack-like defects in profile elements of the boom of stack discharge conveyor. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies 6(1), 2016, 44–52 [http://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.85502].
• [32] Rice J., Tracey D.: On the ductile enlargement of voids in triaxial stress fields. Journal of the Mechanics and Physics of Solids 3, 1969, 201–217 [http://doi.org/10.1016/0022-5096(69)90033-7].
• [33] Shatokhin V. et al.: Vibration diagnostic of wear for cylinder-piston couples of pumps of a radial piston hydromachine. Wójcik W., Pavlov S., Kalimoldayev M.: Mechatronic Systems I. Taylor & Francis Group, CRC Press, Balkema book, London, New York 2021, 39–52.
• [34] Vlasov A., Gerasimov D.: Realizatsiya modeli Gurso – Tvergarda – Nidelmana dlya raschetov protsessov holodnoy ob’emnoy shtampovki neszhimaemyih materialov. Izvestiya vyisshih uchebnyih zavedeniy. Mashinostroenie 8(689), 2017, 8–17 [http://doi.org/10.18698/0536-1044-2017-8-8-17].
• [35] Vlasov A.: O primenenii kriteriya Kokrofta-Letema dlya prognozirovaniya razrusheniya pri holodnoy ob’emnoy shtampovke. Izvestiya TulGU –Tehnicheskie nauki 11(1), 2017, 46–59.
• [36] Zinkovskii A. et al.: Finite element model for analysis of characteristics of shrouded rotor blade vibrations. Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska – IAPGOS 12(4), 2022, 11–16 [http://doi.org/10.35784/iapgos.3264].

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).