Experimental and numerical studies on modeling mechanical properties of ausferritic ductile iron

• Autorzy: Suchocki C. , Myszka D.

Warianty tytułu

PL

Eksperymentalne i numeryczne badania nad modelowaniem mechanicznych własności żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study the experimental results obtained by testing different types of ausferritic ductile iron in compression are presented. In order to describe the material’s response a new constitutive equation of elasto-plasticity in large strains is utilized. The material parameter values determined for the examined materials are presented. The implementation of the model into finite element method (FEM) is discussed. The obtained results allow to conclude that the proposed constitutive model requires definition of a far lesser number of constants than the classical model of plastic flow theory with isotropic hardening. What is more, the numerical computation cost is lower.

PL

W pracy przedstawiono wyniki doświadczalne badań własności mechanicznych żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego różnego typu w warunkach ściskania. Do opisu odpowiedzi materiału wykorzystano równanie konstytutywne sprężysto-plastyczności dla dużych odkształceń według własnej koncepcji. Dla badanych materiałów zestawiono wyznaczone wartości parametrów materiałowych. Omówiono implementację modelu w ramach metody elementów skończonych (MES). Uzyskane rezultaty pozwalają stwierdzić, że proponowany model konstytutywny wymaga podania wielokrotnie niższej liczby stałych materiałowych niż klasyczny model teorii plastycznego płynięcia z izotropowym wzmocnieniem. Ponadto koszt obliczeń numerycznych jest niższy.

Słowa kluczowe

EN

plasticity; ausferritic ductile iron; finite element method

PL

plastyczność; żeliwo sferoidalne; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 30, nr 61
• Strony: 45--51
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Suchocki C.

• Department of Mechanics and Armament Technology, Warsaw University of Technology

autor

Myszka D.

• Department of Metal Forming and Casting, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• 1. Altenbach H., Stoychev G. B., Tushtev K. N.: On elastoplastic deformation of grey cast iron. ,,International Journal of Plasticity”, 2001, Vol. 17, p. 719-736.
• 2. Augustins L., Billardon R., Hild F.: Constitutive model for flake graphite cast iron automotive brake discs: from macroscopic multiscale models to a 1D rheological description. ,,Continuum Mechanics and Thermodynamics”, 2016, Vol. 28, p. 1009-1025.
• 3. Downing S. D.: Modeling cyclic deformation and fatigue behavior of cast iron under uniaxial loading. PhD thesis, University of Illinois at Urban-Champaign, 1984.
• 4. Hjelm H. E.: Yield surface for grey cast iron under biaxial stress. ,,Journal of Engineering Materials and Technology”, 1994, 2, Vol. 116, p. 148-154.
• 5. Josefson B. L., Stigh U., Hjelm H. E.: A nonlinear kinematic hardening model for elastoplastic deformations in grey cast iron. ,,Journal of Engineering Materials and Technology”, 1995, Vol. 117, p. 145-150.
• 6. Pipkin A. C., Rivlin R. S.: Mechanics of rate-independent materials. ,,ZAMP”, 1965, Vol. 16, p. 313-327.
• 7. Simo J. C., Hughes T. J. R.: Computational inelasticity. New York: Springer Verlag Inc., 2000.
• 8. Suchocki C.: An internal-state-variable based viscoelastic-plastic model for polymers. ,,Journal of Theoretical and Applied Mechanics”, 2015, 3, Vol. 53, p. 593-604.
• 9. Suchocki C., Skoczylas P.: Finite strain formulation of elasto-plasticity without yield surface: theory, parameter identification and applications. ,,Journal of Theoretical and Applied Mechanics”, 2016, 3, Vol. 54, p. 731-742.
• 10. Sun W., Chaikof E. L., Levenston M. E.: Numerical approximation of tangent moduli for finite element implementations of nonlinear hyperelastic material models. ,,Journal of Biomechanical Engineering”, 2008, Vol. 130, p. 061003-1 – 061003-7.
• 11. Szmytka F., Rémy L., Maitournam H., Kőster A., Bourgeois M.: New flow rules in elasto-viscoplastic constitutive models for spheroidal graphite cast-iron. International Journal of Plasticity, 2010, Vol. 26, p. 905-924.
• 12. Wu H. C.: Continuum mechanics and plasticity. New York: Chapman & Hall/CRC Press, 2005.

Uwagi

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