State of stress identification in numerical modeling of 3D issues

• Autorzy: Kut S.

Warianty tytułu

PL

Identyfikacja stanu naprężenia w numerycznym modelowaniu zagadnień 3D

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of the stress triaxiality k is an unequivocal identification via single numerical value of the state of stress in the point (FEM node) for individual shaping process phases. The paper presents the analysis of the stress triaxiality k both for planar and tree-dimensional cases. The imperfections of currently used stress triaxiality k have been indicated and a new factor kn had been proposed. This new factor unequivocally allows to determine the state of stress both for 2D (two-dimensional) and 3D (three-dimensional) problems.

PL

W mechaniczno-matematycznym podejściu do modelowania odkształcenie i pękanie materiału silnie zależy od stanu naprężenia panującego w kształtowanym materiale. Praktyczne zastosowanie funkcji odkształcalności granicznej, czy też znanych z literatury licznych kryteriów do prognozowania pekania materiału w procesach technologicznych, wiąże się z koniecznością jednoznacznego określenia stanu naprężenia panującego w poszczególnych obszarach kształtowanego materiału. Posługiwanie się w takich przypadkach tensorem naprężenia jest niepraktyczne i trudne. Z tego względu stan naprężenia obecnie najczęściej opisuje się za pomocą wskaźnika stanu naprężenia stanowiącego stosunek naprężeń średnich do intensywności naprężeń. Zadaniem wskaźnika stanu naprężenia k jest za pomocą jednej wartości liczbowej jednoznacznie identyfikowac stan naprężenia w punkcie (węźle – MES) na poszczególnych etapach procesu kształtowania. W pracy przeprowadzono analizę wskaźnika stanu naprężenia k zarówno dla przypadków rozważanych jako płaskie jak i przestrzenne. Wskazano na niedoskonałości obecnie stosowanego wskaźnika k i zaproponowano nowy wskaźnik kn, pozwalający jednoznacznie określić stan naprężenia zarówno w modelowaniu zagadnień płaskich 2-D jak i przestrzennych 3-D. Jego praktyczne zastosowanie w modelowaniu numerycznym procesów plastycznego kształtowania materiałów wiaze sie jedynie z koniecznością napisania prostego podprogramu działajacego według przedstawionego w pracy algorytmu.

Słowa kluczowe

EN

numerical simulation; stress triaxiality

PL

symulacja numeryczna; stan naprężenia

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, iss. 3
• Strony: 627--632
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Kut S.

• RZESZÓW UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, 35-959 RZESZÓW, 8 POWSTANCÓW WARSZAWY AV., POLAND

Bibliografia

• [1] Y. Bao, T. Wierzbicki, On fracture locus in the equivalent strain and stress triaxiality space, Int. J. Mech. Sci. 46, 81-98 (2004).
• [2] K. Enami, The effect of compressive and tensile prestrain on ductile fracture initiation in steels, Eng. Fract. Mech. 72, 1089-1105 (2005).
• [3] F. Grosman, M. Tkocz, Application of the formability limit function in prediction of the material fracture, Archives of Civil and Mechanical Engineering 3, 77-84 (2004).
• [4] B. S. Henry, A. R. Luxmoore, The stress triaxiality constraint and the Q-value as a ductile fracture parametr, Eng. Fract. Mech. 57, 4, 375-390 (1997).
• [5] Y. Bao, T. Wierzbicki, On the cut-off value of negative triaxiality for fracture, Eng. Fract. Mech. 72, 1049-1069 (2005).
• [6] G. Straffelini, Ductility of materials with ferritic matrix, Mat. Sci. Eng. A342, 251-257 (2003).
• [7] J. R. Rice, D. M. Tracey, On the ductile enlargement of voids on triaxial stress fields, J. Mech. Phys. Solids 17, 201-217 (1969).
• [8] A. G. Atkins, Fracture in forming, J. Mater. Process. Tech. 56, 609-618 (1996).
• [9] S. Kut, The method of ductile fracture modeling and predicting the shape of blanks, Progressive Technologies and Materials, OWPRz 2, 5-25 (2007).
• [10] R. Hambli, M. Reszka, Fracture criteria identification using an inverse technique method and blanking experiment, Int. J. Mech. Sci. 44, 1349-1361 (2002).
• [11] S. Thipprakmas, Finite element analysys of V-ring indenter mechanism in fine- blanking process. Materiale and Design 30, 526-531 (2009).
• [12] D. Mohr, S. Henn, Calibration of Stress-triaxiality Dependent Crack Formation Criteria: A New Hybryd Experimental-Numerical Method, Exp. Mech. 47, 805-820 (2007).