Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Controlling deformation inhomogeneity in the Accumulative Angular Drawing Process assisted by constitutive and multiscale numerical modelling

Lisiecka-Graca Paulina, Kwiecień Marcin, Madej Łukasz, Muszka Krzysztof, Majta Janusz, Wynne Bradley P.

Computer Methods in Materials Science

|

2019

|

Vol. 19, No. 3

113--121

EN

Ultrafine-grained structure was produced in the Accumulative Angular Drawing(AAD) process in which the complex strain path was applied. The microalloyed steel wire rods were produced using multi-pass wire drawing process where the high strain accumulation is used as a way to achieve much higher microstructure refinement level compared to the conventional wire drawing (WD) process. The wires after both AAD process and WD process were examined in order to assess mechanical properties and microstructure development. In order to evaluate the effects of complex deformation on microstructure development and mechanical properties of the drawn wires, a numerical model of the torsion tests were conducted using Abaqus software. The cyclic torsion tests were performed to study the effects of the applied hardening rule - described as a function of dislocations density and the accuracy of the prediction of material behaviour subjected to strain path change during AAD. It has been shown that an additional advantage of presented approach is its capability of tracking evolution of dislocation density during the deformation process. The initial dislocation densities used in the performed calculations were taken from the microstructural analysis using high resolution EBSD. During strain reversal, annihilation of the dislocations (Bauschinger effect) is a common phenomenon that leads to the decrease in dislocation density and affects the final strength. Finally, based on the proposed constitutive description, multiscale finite element modelling combined with Digital Material Representation (DMR) was used as a tool for prediction of the deformation and microstructure inhomogeneity in the drawn wires.

PL

W pracy przedstawiono badania wpływu złożonej ścieżki odkształcenia na rozdrobnienie mikrostruktury w drutach poddanych procesowi Kątowego Wielostopniowego Ciągnienia (AAD Accumulative Angular Drawing). Druty ze stali mikrostopowej zostały poddane procesowi wielostopniowego ciągnienia, w którym niejednorodna, silna akumulacja odkształcenia powoduje wystąpienie efektów rekrystalizacji in situ, co z kolei powoduje lokalny wzrost stopnia rozdrobnienia mikrostrutury w porównaniu z konwencjonalnym procesem ciągnienia (WD Wire Drawing). Druty wytworzone w procesach AAD oraz WD zostały poddane badaniom porównawczym własności mechanicznych oraz analizie mikrostrukturalnej. W celu zapewnienia poprawnej oceny wpływu złożonej ścieżki odkształcenia na rozwój mikrostruktury i własności mechaniczne w ciągnionych drutach, zastosowano symulacje numeryczne z wykorzystaniem komercyjnego pakietu Abaqus oraz modeli procesu skręcania. Symulacje procesu cyklicznego skręcania wykonano w celu oceny zdolności proponowanego modelu umocnienia odkształceniowego, opartego na zmianach gęstości dyslokacji, do symulacji zmiennej ścieżki odkształcenia podczas procesu AAD. Dodatkową zaletą zaproponowanego podejścia jest możliwość śledzenia rozwoju gęstości dyslokacji podczas procesu odkształcania. Początkowa gęstość dyslokacji wykorzystana w obliczeniach wyznaczona została z analizy mikrostrukturalnej z wykorzystaniem wysokorozdzielczej techniki EBSD. Podczas zmiany kierunku odkształcenia, proces anihilacji dyslokacji (efekt Bauschingera) jest częstym zjawiskiem prowadzącym do spadku gęstości dyslokacji, a w konsekwencji do obniżenia umocnienia odkształceniowego. W celu wyznaczenia niejednorodności mikrostrukturalnej oraz niejednorodności odkształcenia w drutach po procesie ciągnienia, zastosowano modelowanie wielkoskalowe w połączeniu z cyfrową reprezentacją obrazu (DMR).

2

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.

3

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.

4

Rekonstrukcja trójwymiarowych mikrostruktur stali jednofazowych

Rauch Ł., Imiołek K.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2013

|

R. 58, nr 11

726--730

PL

Cyfrowa Reprezentacja Materiału (ang. DMR) umożliwia nie tylko wirtualne odwzorowanie rzeczywistego materiału, ale również przeprowadzenie symulacji numerycznych zjawisk zachodzących w materiale podczas odkształcenia oraz przeróbki cieplnej. Im rzetelniej odwzorowana jest struktura materiału tym dokładniej można odzwierciedlić zachodzące w niej procesy. Artykuł przedstawia dwie autorskie metody rekonstrukcji trójwymiarowego wirtualnego materiału na podstawie zdjęć przekrojów mikrostruktur materiałowych. W kolejnych rozdziałach opisane zostały szczegóły opracowanych metod bazujące na klasteryzacji oraz śledzeniu konturu ziaren. Ponadto, przedstawione zostały wyniki rekonstrukcji oraz perspektywy rozwoju metod w aspekcie rekonstrukcji materiałów wielofazowych.

EN

Digital Material Representation (DMR) allows not only virtual representation of a real material, but also performance of numerical simulations of phenomena occurring in microstructure during deformation or heat treatment. However, the level of DMR reliability highly influences results of numerical simulations. This paper presents two newly elaborated methods of reconstruction of 3D virtual material on the basis of micrographs obtained from subsequent material slices. In the next chapters the details of created methods, based on clustering and grain contour tracing, are presented. Moreover, the results obtained from both analysis are discussed as well as future possibilities of the development.

5

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.

6

Zastosowanie metody automatów komórkowych do opracowania cyfrowej reprezentacji wybranych cech mikrostruktury w oparciu o obrazy binarne jej składników

Opara J., Wrożyna A.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2013

|

T. 65, nr 4

2--7

PL

W ramach pracy stworzono program komputerowy, w którym zaimplementowano dwuwymiarowy automat komórkowy wraz z autorskim algorytmem do przetwarzania obrazów binarnych rzeczywistej mikrostruktury na jej cyfrową reprezentację. Szczegółowo opisano schemat dyskretyzacji badanego obszaru mikrostruktury. Zaprezentowano możliwości opracowanego rozwiązania.

EN

A computer program was built in this work, where a two-dimensional cellular automaton is implemented and including authors’ algorithm for conversion of binary images of the real microstructure to the digital microstructure representation. Discretization scheme of the investigated microstructure is explained in detail. The possibilities of the developed solution were presented.

7

Numerical analysis of influence of the martensite volume fraction on DP steels behavior during plastic deformation

Perzyński K., Madej Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

211-215

EN

Development of a comprehensive fracture model, which takes into account crack initiation and propagation behavior at the microscale level in the Dual Phase (DP) steels is presented in the present paper. At this stage of the research Authors proposed a numerical model, which takes into account ductile crack initiation and propagation through the ferrite phase. Developed model is based on digital material representation (DMR) of DP microstructure, which takes opportunity for modeling crack phenomena in an explicit manner. Proposed model of ductile crack behavior in the ferritic phase is based on the Johnson-Cook model. Particular attention is put on investigation of influence of martensite volume fraction in microstructure on failure behavior. Obtained results for two significantly different martensite volume fractions in the investigated microstructure are presented in this work.

PL

Celem niniejszej pracy jest opracowanie kompleksowego wieloskalowego modelu pękania uwzględniającego mechanizmy inicjalizacji oraz propagacji uszkodzeń na poziomie mikrostruktury w stalach dwu fazowych typu dual-phase (DP). Na tym etapie pracy zaproponowano model numeryczny, który uwzględnia mechanizmy powstawania i propagacji pęknięć o charakterze ciągliwym. Opracowany model bazuje na jawnej cyfrowej reprezentacji mikrostruktury, która pozwala na dokładne odzwierciedlenie zjawiska pękania występującego w materiale. W modelu wykorzystano podejście oparte o model Johnsona-Cooka do opisu ciągliwego pękania propagującego się w ferrycie. Głównym celem pracy jest analiza wpływu ułamka objętości martenzytu w mikrostrukturze na charakter propagacji pęknięć. Opracowany model oraz uzyskane wyniki obliczeń dla dwóch mikrostruktur o diametralnie różnym ułamku objętościowym martenzytu przedstawiono w niniejszej pracy.

8

Application of crystal plasticity model for simulation of polycrystalline aluminum sample behavior during plain strain compression test

Wajda W., Madej Ł., Paul H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 2

493--496

EN

Capabilities of crystal plasticity finite element (CPFE) model in application to modeling polycrystalline aluminum sample behavior during plain strain compression test are discussed within the present work. To simplify analysis of material behavior during plain strain compression the aluminum specimen is composed of only three grains, both in experiment and numerical simulation. To reconstruct appropriate grains morphology a digital material representation (DMR) technique is used. The predicted/calculated values of loads and pole figures are compared with the experimental data. Calculated results remain in good agreement with experimental data what highlight predictive capabilities of the proposed approach in modeling material behavior under loading conditions. The conclusions regarding model capabilities and possible improvements during further work are also drawn in the paper.

PL

W artykule przedstawiono możliwości opisu zachowania umocnieniowego, polikrystalicznej próbki aluminiowej ściskanej w płaskim stanie odkształcenia, z wykorzystaniem modelu plastyczności kryształu i Metody Elementów Skończonych. Ściskana próbka składała się z trzech ziaren, co ułatwiło analizę jej zachowania umocnieniowego oraz weryfikacje wyników numerycznych. Zastosowanie modelu plastyczności kryształów do symulacji zachowania odkształceniowego próbek polikrystalicznych wymaga odwzorowania rzeczywistej (mikro)struktury próbki, do czego wykorzystano koncepcje Cyfrowej Reprezentacji Materiału (DMR - ang. Digital Material Representation). Metoda DMR umożliwia rekonstrukcje morfologii oraz określenie początkowej orientacji ziaren w symulacji. Wyniki obliczeń w postaci figur biegunowych oraz naprężenia w funkcji odkształcenia zostały porównane z wynikami doświadczalnymi. Obliczone wyniki wykazują dobra zgodność z doświadczeniem. W artykule omówiono wyniki porównania oraz przedstawiono wnioski głównie dotyczące kierunku udoskonalenia modelu w dalszej pracy.

9

Narzędzie wspomagające analizę numeryczną odkształceniowego zachowania się materiałów polikrystalicznych z wykorzystaniem modelu plastyczności kryształów

Sitko M., Wajda W., Madej Ł.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 10

293-298

PL

W artykule przedstawiono model plastyczności kryształów (CP - crystal plasticity) sprzężonego z modelem cyfrowej reprezentacji materiału (DMR ang. Digital Material Representation). Dla ułatwienia przygotowania danych wejściowych do symulacji opracowano dedykowany program komputerowy wspomagający pracę z modelami plastyczności kryształów. Zastosowanie cyfrowej reprezentacji materiałów do odwzorowania mikrostruktury materiału w połączeniu z modelem CP pozwoliło na przeprowadzenie symulacji numerycznej deformacji próbki w płaskim stanie odkształcenia i analizę niejednorodności odkształcenia. Niejednorodność odkształcenia jest modelowana z uwzględnieniem zmian morfologii ziaren jak również zmian ich orientacji krystalograficznej. Kolejne etapy analizy niejednorodności odkształcenia z wykorzystaniem modeli CP i DMR są omówione w ramach niniejszej pracy.

EN

Part of the research dedicated to development of a user friendly numerical system based on the digital material representation (DMR) idea is the subject of the present paper. To facilitate preparation of a complex numerical model for modeling evolution of crystallographic orientation in subsequent grains during plastic deformation a dedicated computer program has been developed. Description of the developed program as well as its capabilities are discussed within the paper. Examples of application are presented using the numerical model of plane strain compression as a case study. As a result strain and stress inhomogeneities, changes in grain morphology as well as evolution of crystallographic orientations during deformation are easily modeled.

10

Analiza wpływu mikrostruktury na własności mechaniczne z wykorzystaniem cyfrowej reprezentacji materiału

Wajda W., Madej Ł., Paul H.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2012

|

R. 57, nr 11

742-748

PL

Artykuł przedstawia zastosowanie techniki Cyfrowej Reprezentacji Materiału do analizy wpływu mikrostruktury na własności mechaniczne materiału. W pracy opisano metodę Cyfrowej Reprezentacji Materiału oraz przykładowe sposoby odtwarzania/ rekonstrukcji morfologii mikrostruktur. W połączeniu z modelem plastyczności kryształów, technika ta umożliwia śledzenie rozwoju tekstury w trakcie odkształcania materiału w kolejnych elementach mikrostruktury. Wymagane parametry materiałowe do modelu plastyczności kryształów uzyskano stosując metodę odwrotną (ang. inverse method). Weryfikację techniki Cyfrowej Reprezentacji Materiału przeprowadzono przez porównanie wyników obliczonych z doświadczalnymi.

EN

The article presents application of the Digital Material Representation technique to analyze the influence of microstructure on the mechanical properties of the material. The method of Digital Material Representation, in particular examples of techniques of microstructures reconstruction are presented within the work. In conjunction with the crystal plasticity model, the developed technique allows to track the development of texture during material deformation. All the required material parameters for the crystal plasticity model were obtained using an inverse analysis method. The validation of mentioned techniques was made by comparing calculated and experimental results.

11

Analiza stanu naprężenia w panewce endoprotezy stawu biodrowego z powloką DLC

Rońda J., Wojnarowski J., Cybułka P.

Przegląd Mechaniczny

|

2012

|

nr 7-8

25-30

PL

Materiały przeznaczone na endoprotezy powinny cechować się podwyższonymi właściwościami mechanicznymi, odpornością na ścieranie oraz wysoką biozgodnością. Jednym ze sposobów spełnienia tych kryteriów jest zastosowanie technik ulepszania powierzchni elementów endoprotez przez pokrycie ich cienkimi diamentopodobnymi powłokami węglowymi typu DLC (Diamond Like Carbon). Celem pracy jest wyznaczenie wpływu grubości powłok DLC na rozkład naprężenia występującego w obszarze styku panewki z polietylenu o dużym ciężarze molekularnym typu UHMWPE (Ultra-High Molecular Weight Polyethylene) i głowy endoprotezy. W tym celu posłużono si´ modelem numerycznym 2D oraz 3D łączącym metodą elementów skończonych (MES) oraz metod´ automatów komórkowych (CA), co pozwoliło na lepsze odwzorowanie złożonego kształtu powierzchni rozdzielających warstwy. W pracy przedstawiono wyniki w postaci mapy naprężeń w poszczególnych warstwach. Zaobserwowano również wpływ powłoki DLC na maksymalne wartości naprężeń w podłożu polietylenowym. Wyniki naprężeń porównano z modelami 2D wykonanymi za pomocą darmowej aplikacji generatora OOF2 oraz autorskiego generatora siatek elementów skończonych DMRmesh bazującego na rafinacji Delaunaya siatek MES.

EN

Materials for endoprosthesis should be characterized by high mechanical properties, abrasion resistance, and high biocompatibility. One way to meet these criteria is the application of techniques of the surface improvement of endoprosthesis elements by coating them with thin Diamond-Like Carbon (DLC) coatings. The aim of the present study was to determine the effect of the applied DLC coatings thickness on the value of stress in the contact area of acetabular cup made of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) and head of the endoprosthesis. For this purpose, a numerical model that combines 2D and 3D finite element method (FEM) and the method of cellular automata (CA) was used. This allows a better representation of complex surface shape of the inter-layer boundary. The paper presents the obtained results in the form of a map of stress drawn for layers. The effect of the applied DLC coating on the maximum stress values obtained in polyethylene substrate was also observed. The obtained stress results were compared with 2D numerical models made by using the freeware OOF2 application generator and copyright DMRmesh finite element mesh generator based on Delaunay refined mesh.

12

Modelowanie procesu pękania stali DP z wykorzystaniem cyfrowej reprezentacji materiału

Perzynski K., Madej Ł.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2012

|

Vol. 79, nr 8

641--643

PL

Celem pracy jest wykorzystanie nowoczesnych technik modelowania numerycznego do przewidywania drogi pęknięcia w stalach dwufazowych. Model numeryczny zbudowany został na podstawie cyfrowej reprezentacji materiału stali dwufazowej typu DP w skali mikrometrycznej. Dokładne odzwierciedlenie struktury materiału oraz dobranie odpowiednich danych materiałowych, zarówno dla fazy martenzytu oraz ferrytu, pozwoliło na precyzyjne określenie drogi pęknięć w badanej mikrostrukturze. Opracowany model pozwala na poszukiwanie drogi pęknięć o charakterze kruchym jak i ciągliwym. Zaproponowana metodyka prowadzenia tego typu symulacji pozwala na szerokie spektrum zastosowań dla innych materiałów, w których występuje duży gradient własności wytrzymałościowych.

EN

The main aim of this work is presentation of a modern numerical approach for modelling crack initiation and propagation in the dual phase steels. The developed model is based on the digital material representation idea that can take into account explicit influence of various micro scale features on global material behaviour. Such a detailed material representation of the martensitic and ferritic phases as well as appropriate material properties provided a possibility of exact modelling of crack propagation in the DP steels. Developed model takes into account two well known crack propagation mechanisms: brittle and ductile fractures, respectively. The proposed methodology gives also an opportunity to simulate other multi phase materials where subsequent phases have a large gradient in properties.

13

Digital Material Representation as an efficient tool for strain inhomogeneities analysis at the micro scale level

Madej L., Rauch L., Perzyński K., Cybulka P.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2011

|

Vol. 11, no 3

661-679

EN

The summary of recent research towards development of a tool for detailed microstructure modelling is presented within the paper. The main focus is put on micro scale behaviour, where advantages of digital material representation can be taken into account. Digital Material Representation allows modelling of microstructures along with features such as crystallographic orientation, grain boundaries or phase boundaries represented in an explicit manner. Incorporation of these digital microstructures into the numerical simulation methods provides the possibility to improve the quality of numerical results. The developed method can be used to design specifically dedicated microstructures, which meet very strict requirements. The clear motivation and importance of the work is presented in the first part of the paper followed by a short description of the developed approaches for creation of the digital microstructures. Two approaches are considered that provide an exact and statistical representation of the real microstructure. The main focus is put on the application of image processing and cellular automata techniques. Afterwards, obtained digital microstructures are used as input data for the finite element analysis of the micro scale compression test. Examples of applications during multiscale simulation are also presented in the paper.

PL

W pracy przedstawiono koncepcję tworzenia Cyfrowej Reprezentacji Materiału oraz jej zastosowanie do analizy niejednorodności odkształcenia na poziomie mikro skali. Omówiono dwie grupy metod odwzorowujących mikrostrukturę z jej cechami charakterystycznymi np. ziarna, granice ziaren. Pierwsza z nich obejmuje metody analizy obrazu rzeczywistych zgładów metalograficznych. Druga natomiast dotyczy metod tworzenia statystycznie reprezentacyjnych mikrostruktur. Otrzymane reprezentacje stanowią dane wejściowe do dalszej analizy niejednorodności odkształcenia na poziomie mikrostruktury. Przykłady zastosowań w symulacjach wieloskalowych również zostały omówione w ramach niniejszej pracy.

14

Digital Materials - nowe kierunki rozwoju symulacji numerycznej procesów przetwórstwa metali

Gawąd J., Kusiak J., Pietrzyk M., Rauch Ł., Madej Ł.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2007

|

Vol. 74, nr 4

208-216

PL

W pracy omówiono nowoczesne metody analizy procesów zachodzących w metalach i stopach podczas przeróbki plastycznej, wykorzystujące metodę analizy wieloskalowej CAFE (Cellular Automata in Finite Element). Szczególny nacisk położono na wykorzystanie zalet cyfrowej reprezentacji materiału, pozwalającej wiernie odwzorować rzeczywistą mikrostrukturę z jej cechami charakterystycznymi, stwarzając nową jakość symulacji numerycznej. W artykule przedstawiono przegląd dotychczasowych zastosowań koncepcji cyfrowej reprezentacji materiału oraz propozycję własnego rozwiązania w tej dziedzinie. Zaprezentowano również opis tworzenia cyfrowej struktury materiału opierając się na rzeczywistym zdjęciu z mikroskopu optycznego oraz możliwości wykorzystania tak przygotowanej struktury w opracowanych modelach analizy wieloskalowej CAFE.

EN

Application of new multi scale CAFE (Cellular Automata in Finite Element) models to numerical simulation of material behaviour during deformation processing is the subject of the paper. Particular attention is put on investigation of capabilities created by the digital material representation approach. This approach provides a possibility for detailed description of microstructure taking into account its specific features. Literature review on application of the digital material methodology, as well as proposition of the model developed by the Authors based on this idea, are presented in the work. Entire cycle of generation of the digital structure from the optical microscope image, as well as possibilities of its further application in developed multi scale CAFE models, are discussed in the paper.