Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical Investigation of the Influence of Pulsed Laser Deposited Tin Thin Film Morphology on Deformation Inhomogeneities

Perzyński K., Zych D., Sitko M., Madej Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 2

713--720

EN

In vestigation of influence of TiN thin film morphology on deformation inhomogeneities is an overall subject of the research. Numerical modelling approach that was selected for the study is based on the digital material representation concept, which gives an opportunity to directly replicate columnar microstructure morphology of an investigated thin film. Particular attention in this paper is put on the discussion of the influence of cellular automata neighbourhood on thin-film digital morphologies and their further deformation behaviour. Additionally, an evaluation of representativeness aspects of the digital models, in particular, the analysis of the influence of a number of columns, their dimensions and variations in their properties on the material behaviour during compression tests is also presented. The non-periodic boundary conditions are assumed during the investigation. Obtained data in the form of equivalent stress distributions as well as homogenized stress-strain curves from analyzed case studies are presented and discussed within the paper.

2

Numerical Investigation of an Explosive Welding of Ti/Cu Plates Based on a Meshfree Method

Mojżeszko M., Perzyński K., Sionkowski M., Paul H., Madej Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 2

707--711

EN

Development of a reliable numerical model capturing major physical mechanisms controlling explosive welding and considering properties of all process components i.e. base plate and flyer plate is the goal of the paper. To properly replicate materials behavior under these severe conditions a meshfree approach, namely Smooth Particle Hydrodynamics (SPH), was used to discretize the computational domain. The model is based on the Mie-Gruneisen shock equation of state applied to the Ti/Cu system as a case study. Examples of results in the form of velocity, equivalent stress, equivalent strain, and pressure fields are presented within the paper.

3

Application of the GTN Model to Numerical Simulation of Distaloy AB Sinters Behaviour Under Complex Loading Conditions

Madej L., Perzyński K., Składzień M., Tkocz M., Rosiak M., Grosman F.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 4

1937--1942

EN

The behaviour of porous sinters, during compression and compression with reverse cyclic torsion tests is investigated in the article based on the combination of experimental and numerical techniques. The sinters manufactured from the Distaloy AB powder are examined. First, series of simple uniaxial compression tests were performed on samples with three different porosity volume fractions: 15, 20 and 25%. Obtained data were then used during identification procedure of the Gurson-Tvergaard-Needleman finite element based model, which can capture influence of porosity evolution on plasticity. Finally, the identified Gurson-Tvergaard- Needleman model was validated under complex compression with reverse cyclic torsion conditions and proved its good predictive capabilities. Details on both experimental and numerical investigations are presented within the paper.

4

Wykorzystanie koncepcji cyfrowej reprezentacji materiału w modelowaniu zachowania mikrostruktury materiału porowatego pod obciążeniem

Madej Ł., Legwand A., Perzyński K., Roskosz S., Chrapoński J., Cwajna J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 8

287--289

PL

Celem niniejszej pracy jest wykorzystanie koncepcji cyfrowej reprezentacji materiału podczas modelowania numerycznego zachowania się spieków metalicznych w warunkach obciążenia. Aby uzyskać informacje o mikrostrukturze analizowanego materiału porowatego wykonano badania techniką tomografii komputerowej. Tak uzyskane dane zostały wykorzystane do przygotowania trójwymiarowego modelu numerycznego, który w sposób bezpośredni uwzględnia niejednorodność mikrostruktury podczas dalszych symulacji. W ramach pracy opracowano program komputerowy, który przekształca dane pochodzące bezpośrednio z tomografu na binarny obraz trójwymiarowy, stanowiący cyfrową reprezentację materiału. Tak przygotowany model mikrostruktury został następnie poddany dyskretyzacji siatką elementów skończonych, i stanowi dane wejściowe do obliczeń numerycznych. Jako przykład testowy wykorzystania zaproponowanego podejścia, w pracy wybrano próbę swobodnego spęczania.Wyniki ilustrują wpływ porowatości na występowanie niejednorodności w uzyskiwanych rozkładach odkształceń czy naprężeń oraz umożliwiają precyzyjną analizę zamykania się porów w trakcie deformacji.

EN

The main goal of the present work is development of reliable numerical model of sintered metallic microstructures based on the digital material representation concept. To recreate morphology of the investigated porous material a computed tomography technique was used. To transfer the obtained measurement data into the digital form a series of numerical algorithms have been developed within the research. Obtained digital representation of microstructure morphology is then subjected to discretization procedure required for further numerical simulation of material behavior under loading conditions. As a case study a simple compression test was selected in the present work. Examples of obtained results, revealing various heterogeneities occurring during deformation are also presented within the paper.

5

Opracowanie i weryfikacja numeryczne go modelu chłodzenia pierścieni stosowanych w przemyśle lotniczym

Perzyński K., Madej Ł., Pietrzyk M., Szajding A., Raga K., Kubiak K.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2016

|

R. 61, nr 5

209--212

PL

Celem niniejszej pracy jest opracowanie modelu numerycznego procesu hartowania wyrobów ze stali z uwzględnieniem wpływu przemian fazowych z wykorzystaniem komercyjnego oprogramowania numerycznego ANSYS. W artykule zaproponowano model numeryczny swobodnego chłodzenia pierścieni stalowych z uwzględnieniem zaimplementowanego modelu przemiany bainitycznej oraz martenzytycznej. Kluczowa w proponowanym rozwiązaniu jest możliwość rozpatrywania niejednorodności w polu temperatury wynikająca z różnych prędkości chłodzenia na przekroju poprzecznym pierścienia, co w rezultacie wpływa na dokładność przewidywania naprężeń szczątkowych. Weryfikacja opracowanego modelu z wykorzystaniem wyników badań laboratoryjnych potwierdza jego duże możliwości określania zmian zachodzących podczas procesu chłodzenia pierścieni.

EN

The main goal of the paper is development of the numerical model for cooling simulations of steel products taking into account phase transformations. The phase transformation model was incorporated via the user subroutines to the commercial finite element software. The cooling process of steel rings used in the aircraft industry was selected as a case study. Particular attention was put on heterogeneities occurring in temperature field, which will influence phase transformations and eventually residual stresses. Developed model was validated with experimental results and its good predictive capabilities have been proved.

6

Wykorzystanie komercyjnej aplikacji bazującej na metodzie elementów skończonych w zagadnieniach optymalizacji konstrukcji podwozia ultralekkich samolotów niekomercyjnych

Legwand A., Perzyński K., Madej Ł.

Modelowanie Inżynierskie

|

2016

|

T. 28, nr 59

40--46

PL

Aplikacje do komputerowego wspomagania prac inżynierskich są obecnie powszechnie stosowane w wielu gałęziach przemysłu. Pozwalają one na przyspieszenie procesu projektowania oraz testowania różnych rozwiązań konstrukcyjnych bez konieczność realizowania wielu badań laboratoryjnych. Jednakże w przypadku produkcji samolotów lekkich oraz ultralekkich wciąż do testowania konstrukcji wykorzystywane są głównie metody eksperymentalne, które nie pozwalają na efektywną optymalizację konstrukcji. W niniejszej pracy przedstawiono zatem koncepcję autorskiej aplikacji optymalizacyjnej wykorzystującej komercyjny program metody elementów skończonych. Jej działanie zaprezentowano na przykładzie optymalizacji kształtu goleni podwozia samolotu ultralekkiego na podstawie symulacji numerycznej próby wytrzymałościowej.

EN

Computer-aided engineering software is commonly used in many branches of contemporary industry. It allows to reduce time required for designing and testing processes without the need to perform many laboratory trials. However, in case of production of light and ultralight aircrafts experimental testing methods are still in use, which limit possibility of efficient optimization of their construction. Thus, the paper presents concept of dedicated optimization tool, which uses commercial finite elements software in order to improve such a design process. As a case study, optimization of ultralight aircraft landing gear is presented.

7

RCAFE Based Numerical Model of Dynamic Recrystallization

Legwand A., Sitko M., Perzyński K., Madej Ł.

Journal of Machine Engineering

|

2016

|

Vol. 16, No. 2

52--60

EN

The main goal of the paper is dedicated to proper arrangement of the Finite Element (FE) and Random Cellular Automata (RCA) methods in order to develop numerical model of dynamic recrystallization (DRX) and therefore to simulate microstructure morphology changes during plastic deformation at elevated temperatures. In the approach, Finite Element solver provides information on equivalent stress and strain fields after subsequent time steps. Then these data are transferred to RCA model, which is responsible for evaluation of corresponding microstructure morphology evolution and dislocation density changes. Finally, information from the CA part is send back to the FE solver as an input for the next time step. As a result, a fully coupled RCAFE model to simulate progress of DRX is established. The present paper is directly focused on development of algorithms and methods to transfer input/output data between both FE and RCA models. The developed communication protocol is based on the Abaqus VUMAT subroutine. Examples of obtained results from the developed model are also presented to highlight its potential.

8

Numerical Evaluation of Gear Ring Behavior During Various Cooling Conditions

Perzyński K., Madej Ł., Szajding A., Raga K., Kubiak K., Niechajowicz A., Jaskiewicz K., Gronostajski Z., Pietrzyk M.

Journal of Machine Engineering

|

2016

|

Vol. 16, No. 2

18--26

EN

The phase transformation model incorporated via the user subroutines to the commercial finite element software to accurately predict changes occurring during cooling of metallic components is presented in the paper. The cooling process of steel rings used in airplanes was selected as a case study. Particular attention was put on heterogeneities occurring in temperature field, which influence phase transformations and eventually residual stresses. Developed model was used in the present work to evaluate influence of different cooling conditions on ring behaviour.

9

Numeryczny model pękania dla stali dwufazowych

Perzyński K., Madej Ł.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2016

|

Vol. 83, nr 4

141--146

PL

Celem badań jest opracowanie modeli numerycznych odzwierciedlających mechanizmy pękania w stali dwufazowej Dual Phase (DP), bazujących na koncepcji cyfrowej reprezentacji materiału. Zaproponowane w pracy rozwiązanie wykorzystuje sprzęgnięcie dwóch podejść numerycznych szeroko stosowanych w symulacjach o charakterze komercyjnym: metody elementów skończonych i rozszerzonej metody elementów skończonych. Podejście takie umożliwia stosunkowo łatwe wykorzystanie modeli pękania kruchego oraz ciągliwego w praktycznych zastosowaniach ze względu na użycie standardowych rozwiązań stosowanych w aplikacjach numerycznych. Nowatorskie jest zastosowanie cyfrowej reprezentacji materiału i koncepcji modelowania wieloskalowego do opisu zachowania się materiału w niższych skalach wymiarowych. Opracowany model został zweryfikowany z wynikami pomiarów zrealizowanych podczas testu wywijania otworu (HE – Hole Expansion).

EN

Development of a robust model of failure for Dual Phase (DP) steels based on modern numerical approaches that take microstructure explicitly into account during simulation is the main aim of the paper. Modeling procedure is based on conventional numerical damage models, however combined with the DMR (Digital Material Representation) approach. As a result, a combined model of ductile and brittle fractures which occur in ferrite and martensite, respectively, was established. Ductile fracture is modelled by the Ductile Fracture criterion implemented within conventional FE model, while brittle one is predicted by more sophisticated eXtended Finite Element Method (XFEM). Proper data transfer protocols between these two methods were also proposed to create a hybrid numerical model. Developed solution was validated with experimental data from the hole expansion (HE) test.

10

Strategy for the selection of the best phase transformation model for simulation of metals processing

Rauch Ł., Bzowski K., Perzyński K., Madej Ł., Milenin A., Pietrzyk M.

Computer Methods in Materials Science

|

2016

|

Vol. 16, No. 4

224--237

EN

Connection of the finite element program with phase transformation models is often needed when prediction of distribution of phase composition in the product is of interest. Depending on the type of the phase transformation model this connection may involve long computing times. Moreover, when the optimization task has to be formulated and solved, the computing costs may radically increase. It is particularly troublesome when the objective function is composed of advanced microstructural parameters or product properties, evaluation of which requires an application of multiscale modelling techniques. In the present paper the possibilities of decreasing of the computing costs for optimization of metals processing were explored. Several case studies, which require connection of the FE code with phase transformation models, were analysed and computing times were compared. Efficiency of modelling depending on the complexity of the macro scale FE mesh was evaluated.

PL

Połączenie programu z metody elementów skończonych (MES) z modelem przemian fazowych jest niezbędne, kiedy potrzebna jest informacja o rozkładzie składu fazowego w wyrobie gotowym. W zależności od rodzaju modelu przemian fazowych takie połączenie może pociągać za sobą bardzo długie czasy obliczeń. Ponadto, kiedy dodatkowo musi zostać sformułowane i rozwiązane zadanie optymalizacyjne, koszty obliczeń mogą jeszcze radykalnie wzrosnąć. Jest to szczególnie kłopotliwe, kiedy funkcja celu zawiera zaawansowane parametry mikrostruktury lub własności wyrobu, których obliczenie wymaga zastosowania modelowania wieloskalowego. W niniejszej pracy analizowano możliwości skrócenia czasów obliczeń związanych z optymalizacją procesów przetwórstwa metali. Porównano czasy obliczeń dla symulacji różnych procesów, w których potrzebne jest połączenie MES z modelami przemian fazowych. Oceniono efektywność modelowania w zależności od złożoności siatki MES w skali makro.

11

Numerical analysis of data transfer quality in the 3D multi-scale uncoupled concurrent model connected with DMR

Szyndler J., Perzyński K., Madej Ł.

Computer Methods in Materials Science

|

2016

|

Vol. 16, No. 2

97--103

EN

Analysis of the quality of obtained results from a 3D multiscale concurrent finite element numerical model based on Digital Material Representation (DMR) concept is the main aim of the research. Particular attention is put on an influence of different number of data transfer nodes between subsequent scales on material behavior predicted by a micro DMR model. Conclusions are drawn based on results in the form of equivalent strain distribution, homogenized stress-strain curves and samples shape changes.

PL

Celem pracy jest analiza jakości uzyskanych wyników podczas stosowania współbieżnego trójwymiarowego modelu wieloskalowego, bazującego na kombinacji modeli elementów skończonych w skali makro i mikro. Szczególną uwagę poświecono wpływowi zróżnicowanej ilości węzłów przekazujących dane między skalami mikro i makro na zachowanie się materiału w skali mikro. Wyniki przedstawiono w formie rozkładu odkształceń, krzywej płynięcia materiału i zmian w kształtach próbek w skali mikro.

12

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

Graca P., Muszka K., Majta J., Perzyński K.

Computer Methods in Materials Science

|

2016

|

Vol. 16, No. 1

47--53

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.

13

Numerical model of the nanoindentation test based on the digital material representation of the Ti/TiN multilayers

Perzyński K., Wiatr R., Madej Ł.

Materials Science Poland

|

2015

|

Vol. 33, No. 2

348--355

EN

The developed numerical model of a local nanoindentation test, based on the digital material representation (DMR) concept, has been presented within the paper. First, an efficient algorithm describing the pulsed laser deposition (PLD) process was proposed to realistically recreate the specific morphology of a nanolayered material in an explicit manner. The nanolayered Ti/TiN composite was selected for the investigation. Details of the developed cellular automata model of the PLD process were presented and discussed. Then, the Ti/TiN DMR was incorporated into the finite element software and numerical model of the nanoindentation test was established. Finally, examples of obtained results presenting capabilities of the proposed approach were highlighted.

14

Numerical investigation of the static recrystallization inhomogeneities across the plate thickness during continuous annealing

Sitko M., Madej Ł., Perzyński K., Kwiaton N., Kuziak R., Radwański K.

Computer Methods in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, No.3

371--379

EN

Analysis of static recrystallization inhomogeneities along the thickness of the cold rolled ferritic-pearlitic steel during continuous annealing process is the main goal of the present paper. The multiscale concurrent Cellular Automata Final Element (CAFE) model is used during the numerical investigation. The general concept of the CA algorithm of static recrystallization phenomenon is evaluated. The multiscale model of cold rolling based on the digital material representation (DMR) concept is used to accurately predict deformation energy distribution along the microstructure features and provide input data for the CA model. The final material morphology and recrystallization volume fractions after recrystallization in different plate locations: near the surface, in the middle of a plate, respectively, are evaluated. Finally, examples of obtained results of recrystallized microstructures are compared with the experimental data, to validate the approach.

PL

Celem niniejszej pracy jest analiza numeryczna niejednorodności rozwoju mikrostruktury na grubości pasma stali ferrytyczno-perlitycznej podczas ciągłego wyżarzania. W pracy wykorzystano bieżny model wieloskalowy na bazie metody elementów skończonych połączonej z metodą automatów komórkowych ( Cellular Automata Finał Element - CAFE). Model wieloskalowy walcowania na zimno oparto na idei cyfrowej reprezentacji materiału do dokładnego określenia energii zmagazynowanej w materiale w wyniku odkształcenia plastycznego, która zostanie wykorzystana jako jeden z parametrów początkowych modelu automatów komórkowych.Następnie przedstawiono wyniki w postaci morfologii materiału wraz z odpowiadającymi ułamkami części zrekrystalizowanej po procesie nagrzewania odpowiednio: przy powierzchni oraz w środku płyty. Uzyskane wyniki obliczeń numerycznych zostały porównane z danami eksperymentalnymi w celu walidacji modelu.

15

Development of the multi-scale model of cold rolling based on physical and numerical investigation of ferritic–pearlitic steels

Madej Ł., Kuziak R., Mroczkowski M., Perzyński K., Libura W., Pietrzyk M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. 15, no. 4

885--896

EN

With the aim of developing dual phase (DP) microstructure using a continuous annealing process, four steels with different chemical compositions were investigated in the axisymmetrical plastometric tests and during the cold rolling process. The rheological model for these steels was developed using the results of the plastometric tests and application of the inverse analysis. Load–displacement curves were used to identify parameters of the rheological model, which was incorporated into the finite element code for rolling. First, the model was validated with experiments realized on the laboratory cold rolling mill. Calculated loads were compared with experimental data and good agreement was obtained. Beyond this, metallographic analysis was performed and deformation of the ferritic–pearlitic microstructure during rolling was investigated. Finally, the generated results were combined in the form of the multi-scale numerical model based on the digital material representation approach capable of investigating local microstructural inhomogeneities.

16

Validation of material models for bainitic steels used in optimization of manufacturing chain for fasteners

Kuziak R., Radwański K., Perzyński K., Madej Ł., Pietrzyk M.

Computer Methods in Materials Science

|

2014

|

Vol. 14, No. 1

37--52

EN

Physical simulations were performed to identify and validate material models, which are used in optimization of manufacturing chains of fasteners. The focus was on hot rolling and controlled cooling. Physical simulations of thermomechanical processes were performed to validate microstructure evolution model for hot forming. Multi-stage deformations in the plane strain compression test were performed on the Gleeble 3800 simulator. Dilatometric tests were performed to identify and validate phase transformation model. Microstructure was investigated after each test using optical and electron microscopy. Good predictive capability of the models was confirmed.

PL

Celem pracy było przeprowadzenie weryfikacji modeli reologicznych i modeli rozwoju mikrostruktury stosowanych w optymalizacji wytwarzania elementów złącznych ze stali bainitycznych. Wykonano symulacje fizyczne poszczególnych doświadczeń i przeprowadzono identyfikację współczynników w modelach. Szczególny nacisk położono na walcowanie na gorąco prętów i kontrolowane chłodzenie. Fizyczną symulację procesów termomechanicznych wykonano na symulatorze Gleeble 3800 i na tej podstawie wykonano identyfikację modelu rozwoju mikrostruktury. Próby dylatometryczne wykorzystano do weryfikacji modelu przemian fazowych. Do analizy mikrostruktur wykorzystano mikroskopię optyczną i elektronową. Wyniki analizy potwierdziły dobrą dokładność modeli.

17

Approach for an automatic optimisation of production chain as a tool for intelligent manufacturing in metal forming

Legwand A., Perzyński K., Madej Ł., Pietrzyk M.

Computer Methods in Materials Science

|

2014

|

Vol. 14, No. 1

64--74

EN

The objective of the paper is development of an automatic system for optimisation of production chains in metalforming. Product properties and its uniform distribution are usually the key parameters for formulation of the objective function in the optimization problem. Such parameters as strain/stress or final grain size distribution significantly influence material behaviour under exploitation conditions, therefore, theoretical prediction of those variables is inevitable for the optimization of the manufacturing system. Thus, the main focus in the paper is on description of the developed complex tool capable of realization of automatic optimisation for subsequent manufacturing stages. Description of particular components responsible for automatic geometrical model generation, incorporation into the finite element (FE) software, optimisation operations and finally data transfer between subsequent modules are described in detail. A rod rolling operations of elliptical profiles were selected as case studies to demonstrate system capabilities.

PL

Praca porusza zagadnienia opracowania automatycznego systemu komputerowego do optymalizacji kolejnych etapów łańcucha produkcyjnego stosowanego w procesie przeróbki cieplno-plastycznej metali i ich stopów. Takie parametry jak rozkład naprężeń, odkształceń czy wielkości ziarna po odkształceniu istotnie wpływają na zachowanie materiału podczas dalszej eksploatacji. Dlatego też, własności produktu, które zazwyczaj powinny być równomiernie w całej objętości wyrobu są podstawą do zdefiniowania funkcji celu dla problemu optymalizacyjnego. Głównym celem pracy jest opracowanie złożonego systemu umożliwiającego automatyczną optymalizację kolejnych etapów cyklu produkcyjnego tak aby możliwe było uzyskiwanie wyrobów o wymaganych parametrach. Opis poszczególnych komponentów odpowiedzialnych za automatyczne generowanie modeli numerycznych, dyskretyzację siatką elementów skończonych, optymalizację oraz transfer danych pomiędzy kolejnymi modułami zostanie szczegółowo przedstawiony w ramach niniejszej pracy. Jako przykład praktycznego zastosowania opracowanego systemu wybrano proces walcowania prętów.

18

Modelowanie numeryczne mechanizmów pękania w stalach DP z uwzględnieniem wpływu morfologii mikrostruktury

Perzyński K., Madej Ł.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 11

764--768

PL

Modelowanie mechanizmów pękania ciągliwego w stalach DP (ang. Dual Phase) wymaga utworzenia odpowiedniej cyfrowej reprezentacji morfologii badanej mikrostruktury. Tak utworzony cyfrowy model materiału jest zastosowany w niniejszej pracy do oceny wpływu ułamka fazy martenzytu na zachowanie się stali DP w warunkach odkształcenia plastycznego. W pierwszej części pracy omówiono metodę służącą do odtworzenia cyfrowej reprezentacji mikrostruktury stali DP. Oparta jest ona o algorytmy przetwarzania obrazu zgładu metalograficznego i zapewnia dokładne odwzorowanie badanej mikrostruktury. Utworzone cyfrowe mikrostruktury są następnie wykorzystywane jako dane wejściowe do numerycznego modelu procesu odkształcenia, który uwzględnia mechanizmy pękania ciągliwego. Model zastosowano do oceny wpływu ułamka fazy martenzytu na zachowanie się stali DP w warunkach odkształcenia plastycznego. Uzyskane wyniki obliczeń zaprezentowano w niniejszej pracy.

EN

The aim of this work is to develop a methodology for creating a digital microstructures representation of dual phase steels and incorporate them into a numerical model of ductile failure. In the first part of the paper an approach based on image processing algorithms for creating a digital representation of the microstructure is described. In the second part, obtained digital microstructures are used as input to the numerical model of deformation, which takes into account mechanisms of ductile fracture. The model is used to evaluate the impact of the martensite volume phase fraction on DP steel behavior under plastic deformation. The results of the calculations are presented in the paper.

19

Rozwój wieloskalowych metod obliczeniowych w zastosowaniu do modelowania procesów odkształcenia plastycznego

Madej Ł., Perzyński K.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2013

|

Vol. 80, nr 4

242--247

PL

W pracy zaprezentowano rozwój metod obliczeniowych wykorzystywanych do wspomagania projektowania procesów przeróbki plastycznej, ze szczególnym uwzględnieniem nowoczesnych metod analizy wieloskalowej. Metody wieloskalowe umożliwiają opis zjawisk zachodzących w materiale, niemożliwych do przewidywania tradycyjnymi metodami modelowania. W pracy dokonano klasyfikacji metod na dwie grupy różniące się założeniami do modelowania w różnych skalach oraz do interakcji między nimi. Pierwsza z nich, to grupa metod hierarchicznych, która bazuje na reprezentatywnym elemencie objętości. Druga grupa, to metody modelujące dane zjawisko w całej lub w części objętości badanego materiału równocześnie w kilku skalach wymiarowych. Przyjęto nazywać je podejściami hybrydowymi. Przykłady tworzenia i wykorzystania modeli hierarchicznych i hybrydowych w zastosowaniu do symulacji zjawisk zachodzących w materiale podczas odkształcania przedstawiono bazując na połączeniu metod automatów komórkowych i elementów skończonych oraz elementów skończonych z elementami skończonymi.

EN

Progress in numerical techniques commonly used for development of new metalforming operations is presented within the paper. Particular attention is put on applications of multiscale modeling techniques and on classification of these multiscale methods into two groups is provided. The first is the upscaling group based on representative volume elemenvol. The second is concurrent computing group, where the method used to describe the fine scale is usually applied to a part of the whole domain of the solution. These two groups are presented on the basis of the multi scale models developed by the Authors. The upscaling solution is based on the combination of the cellular automata and finite element method while the concurrent solution is a combination of two finite element models.

20

Numerical analysis of data transfer quality in the multi-scale uncoupled concurrent model

Szyndler J., Perzyński K., Madej Ł.

Computer Methods in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, No. 4

415--424

EN

The main goal of this paper is an analysis of a quality of obtained results from a multiscale, concurrent modeling based on combination of macro and micro finite element models. Particular attention is put on an influence of different number of data transfer nodes between micro and macro scales on a material behavior predicted by a micro model. Results in form of equivalent strain distribution, homogenized stress-strain curves and samples shape changes are presented and discussed.

PL

Celem pracy jest określenie jakości uzyskanych wyników podczas stosowania współbieżnego modelu wieloskalowego, bazującego na kombinacji modeli elementów skończonych w skali makro i mikro. Szczególną uwagę poświęcono wpływowi zróżnicowanej ilości węzłów przekazujących dane między skalami mikro i makro na zachowanie się materiału w skali mikro. Wyniki przedstawiono w formie rozkładu odkształceń, krzywej płynięcia materiału i zmian w kształtach próbek w skali mikro.