Strategies of transport of microstructural variables for remeshing - application to texture-induced mechanical anisotropy in metals

• Autorzy: Beringhier M. , Loge R. , Delannay L. , Chastel Y.

Warianty tytułu

PL

Strategie przesyłania parametrów mikrostruktury przy aktualizacji siatki (remeshingu) - zastosowanie do mechanicznej anizotropii w metalach wywoływanej teksturą

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Finite element computations of metal forming often involve large deformations so that the mesh degenerates and a remeshing procedure is required. When microstructural variables are attached to the nodes or integration points of the mesh, they have to be transported from the old mesh to the new one by using an interpolation technique. Such interpolation of microstructure variables automatically induce numerical errors, and in many cases, may even have no physical meaning. In this paper two strategies of transport based on the Lagrangian particles concept are presented. They can be applied to a wide range of discretized microstructures. As an example, the transport of the variables of a polycrystalline plasticity model is used for simulations of uniaxial compression of a reference aluminium sample. Various numerical strategies are compared in terms of the accuracy of the description of the evolving mechanical anisotropy.

PL

W obliczeniach metodą elementów skończonych często mamy do czynienia z dużymi odkształceniami siatki i wymagana jest jej aktualizacja (remeshing). Jeżeli w punktach całkowania lub w węzłach określone są parametry mikrostruktury, muszą one zostać przeniesione ze starej siatki do nowej. Stosowane są w tym celu metody interpolacji. Interpolacja zmiennych opisujących mikrostrukturę wprowadza błędy numeryczne i, w wielu przypadkach, może nie mieć fizycznego znaczenia. W pracy przedstawiono dwie strategie przekazywania oparte na idei cząstek Lagrange'a. Metody te mogą zostać zastosowane do szerokiego zakresu dyskretyzowanych mikrostruktur. Przeniesienie zmiennych modelu krystalicznej plastyczności zastosowano do symulacji osiowosymetrycznego ściskania próbki z aluminium przedstawiono w pracy jako przykład. Różne strategie numeryczne są porównane odnośnie dokładności opisu rozwijającej się w materiale mechanicznej anizotropii.

Słowa kluczowe

EN

finite element method; microstructure; crystallographic texture; anisotropy

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Computer Methods in Materials Science
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 6, No. 3-4
• Strony: 133--139
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Beringhier M.

autor

Loge R.

autor

Delannay L.

autor

Chastel Y.

• "Centre de Mise en Forme des Materiaux (CEMEF), UMR CNRS 7635, Ecole des Mines de Paris, B.P. 207, 06904 Sophia-Antipolis Cedex, France

Bibliografia

• Aliaga, C., 2000, Simulation numériquepar éléments finis en 3D du comportement thermomécanique au cours du traitement thermique des aciers: application à la trempe de pièces forgées ou coulées, PhD thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, CEMEF, Sophia-Antipolis.
• Beringhier, M., 2006, Distribution et transport de variables de modèles polycristallins pour la prédiction de l'anisotropie mécanique des métaux en mise en forme, PhD thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, CEMEF, Sophia-Antipolis.
• Béringhier, M., Delannay, L. , Chastel, Y., Logé, R., Using Lagrangian particles to efficiently describe microstructure evolution in metal forming - Application to texture-induced mechanical anisotropy, to appear in Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering.
• Coupez, T., 1991, Grandes déformations et remaillage automatique, PhD thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, CEMEF, Sophia-Antipolis.
• Delannay, L., Jacąues, P.J., Kalidindi, S.R., 2006, Finite element modeling of crystal plasticity with grains shaped as truncated octaedrons, Int. J. of Plasticity, 22, 1879-1898.
• Lebensohn, R.A., Tonie, C.N., 1993, A self-consistent anisotropic approach for the simulation of plastic deformation and texture development of polycrystals : application to zirconium alloys, Acta Metall. Mater., 41, 2611-2624.
• Lebensohn, R.A., Tome, C.N., Ponte Castaneda, P., 2005, Improving the self-consistent prediction development of polycrystals incorporating intragranular field fluctuations, Mat. Sci. Forum 495-497, 955-963.
• Melchior, M.A., Delannay, L., 2006, A texture discretization technique adapted to polycrystalline aggregates with non-uniform grain size, Computational Materials Science, 37, 557-564.
• Taylor, G.L, 1938, Plastic strain in metals, J. Inst. Metals, 62, 307-324.