Digital Image Correlation (DIC) system as a verification tool for constitutive models of deformation with complex strain path changes

• Autorzy: Graca P. , Muszka K. , Majta J. , Perzyński K.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie systemu cyfrowej korelacji obrazu (DIC) do weryfikacji modeli konstytutywnych umocnienia w złożonych procesach odkształcania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Effects of the strain path changes that occur during metal forming have been the subject of theoretical and experimental studies in the light of deformation inhomogeneities. Modern multiphase steels were used as their mechanical properties are very sensitive and strictly dependent on the combination of microstructure components with different levels of their mechanical responses. DIC as a precision tool has been used to investigate the deformation inhomogeneity during the tensile tests of specimens previously deformed with complex strain path history. The study was focused on the combined metal forming processes (i.e. Accumulated Angular Drawing (AAD), Wire Drawing (WD) and Wire Flattening (WF)). These processes are characterised by a combination of various deformation mechanisms (area reduction, torsion, bending, burnishing), and thus, are strongly affected by nonlinear strain path changes. Then, data provided in the experimental part of the work was used to assess the existing constitutive equations in the light of their applicability for the prediction of mechanical response of materials subjected to nonlinear loading conditions. In the numerical analysis, work hardening model (i.e. Chaboche model) was investigated. The results of computer simulation were then compared with the DIC measurements and conclusions regarding applicability of the proposed approach were drawn.

PL

W pracy omówiono aspekty dotyczące niejednorodności odkształcenia stali mikrostopowych o podwyższonych własnościach wytrzymałościowych jako efekt zastosowania procesów charakteryzujących się zmienną ścieżką odkształcenia. Część badawcza koncentrowała się na próbie rozciągania materiałów wcześniej poddanych złożonym procesom przeróbki plastycznej (tj. proces kątowego wielostopniowego ciągnienia, ciągnienie oraz spłaszczanie drutów). Głównym narzędziem badawczym był system Cyfrowej Korelacji Obrazu (DIC), który wykorzystany został do analizy niejednorodności odkształcenia w omawianych procesach. W dalszej części pracy przeprowadzona została symulacja numeryczna z zastosowaniem modelu Chabocha do opisu umocnienia odkształceniowego. Wyniki uzyskane za pomocą systemu Cyfrowej Korelacji Obrazu poddano szczegółowej analizie oraz porównano z rezultatami uzyskanymi z modelowania komputerowego. Na tej drodze sformułowano wnioski dotyczące skuteczności działania zastosowanych równań konstytutywnych do przewidywania zmian w charakterystyce mechanicznej materiałów poddanych przeróbce plastycznej ze złożoną odkształcenia.

Słowa kluczowe

EN

work hardening models; strain path changes; digital image correlation

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 16, No. 1
• Strony: 47--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Graca P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, 30 Mickiewicza Ave., 30-059 Kraków, Poland

autor

Muszka K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, 30 Mickiewicza Ave., 30-059 Kraków, Poland

autor

Majta J.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, 30 Mickiewicza Ave., 30-059 Kraków, Poland

autor

Perzyński K.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, 30 Mickiewicza Ave., 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• Fottenburg, W.G., 1969, Some Applications of Holographic Interferometry, Experimental Mechanics, 8, 281-285.
• Lemaitre J., Chaboche J., 2000, Mechanics of solid materials,Cambridge University Press, Cambridge, UK.
• Lu, H., 1998, Applications of digital speckle correlation to microscopic strain measurement and materials' property characterization, Journal of Electronic Packaging, 120 (3), 275-279.
• Majta, J., Muszka, K., 2012, Modelling microstructure evolution and work hardening in conventional and ultrafined-grained microalloyed steels in: Microstructure evolution in metal forming processes, eds. J. Lin, J., Balint, D., Pietrzyk, M., chapter 9. WP Woodhead Publishing Limited, Cambridge.
• Majta, J., Muszka, K., Madej, L., Kwiecien, M., Graca, P., 2015,Study of the Effects of Micro- and Nanolayered Structures on Mechanical Response of Microalloyed Steels,Manufacturing Science and Technology, 3, 134-140.
• Murty, N., Torizuka, S., 2010, Mechanical properties of ultrafine grained steels processed by large strain-high Z defonnatíon-a review, Materials Science Forum, 633-634, 211-221.
• Post, D. Moiré, 1983, Interferometry at VPI SU, Experimental Mechanics, 23(2), 203-210.
• Sauvage, X., Wilde, G., Divínski, S.V., Horita, Z., Valiev, R.Z.,2012, Grain boundaries in ultrafine grained materials processed by severe plastic deformation and related phenomena, Material Science & Engineering A, 540, 12.
• Sutton, M.A., Turner, J .L., Bruck, H.A., Chae, T.A., 1991, Fullfield Representation of Discretely Sampled Surface Defonnation for Displacement and Strain Analysis, Experimental Mechanics, 3 1(2), 168-177.
• Sutton, M.A., Wolters, W.J., Peters, W.H., Ranson, W.F. McNeil, S.R., 1983, Determination of Displacements Using an Improved Digital Correlation Method, Image and Vision Computating, 1(3), 133-139.
• Wang, Y.Y., Chen, D.J., Chiang, F.P., 1993, Material testing by computer aided speckle interferometiy, Experimental Techniques, l7(5), 30-32.
• Yang, L., Smith, L., Gothekar, A., Chen, X., 2010, Measure Strain Distribution Using Digital Image Correlation (DIC) for Tensile Tests, Final Raport submitted to The Advanced High Strength Steel Stamping Team of the Auto/Steel Partnership (A/SP).

Uwagi

PL

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