Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: model materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Numerical study of block tearing failure in steel angles connected by one leg

Bernatowska Edyta, Ślęczka Lucjan

Archives of Civil Engineering

2021

Vol. 67, nr 1

269--283

Block tearing is a failure mode of steel connections based on rupture of material. In this paper, a numerical model is developed to capture fracture initiation and progression until failure in steel angles connected by one leg using single row of bolts. It was realized using Gurson-Tvergaard-Needleman porous material model, which can accurately trace the behaviour of steel at plastic and ultimate range. Obtained results are validated on laboratory test results in global and local terms. Stress distribution along the failure paths in the gross and net area subjected to shear and tension was investigated for different geometrical arrangements of connections. Observation of rupture mechanisms allowed to compare the design procedures given in Eurocode 3 with connections behaviour. Results of analysis indicate that both plastic stress distribution in gross shear area and ultimate stress distribution in net shear area can limit block tearing resistance, which is consistent with the newest code provisions.

Rozerwanie blokowe w połączeniach śrubowych następuje przez jednoczesne ścięcie przekroju netto wzdłuż kierunku obciążenia i rozerwanie przekroju netto w jego poprzek. Ocenia się, że jest ono miarodajne w wielu przypadkach przy wyznaczaniu nośności kątowników mocowanych jednym ramieniem przy użyciu śrub. Istnieje wiele badań doświadczalnych tego zjawiska, lecz liczba analiz numerycznych rozpatrujących tę formę zniszczenia nie jest duża. W niniejszej pracy zawarto opis modelu połączenia śrubowego, zbudowanego za pomocą MES, którego celem jest analiza rozerwania blokowego występującego w kątownikach. Model zawiera wszystkie elementy składowe połączenia, takie jak blacha węzłowa, kątownik, śruby z nakrętkami i podkładki. Uwzględnione jest zjawisko kontaktu, co pozwala właściwie odwzorować przekazywanie sił przez śruby podlegające dociskowi. Zastosowano sprężysto-plastyczny model materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana, który ujmuje proces niszczenia materiału. Taki model materiału pozwala na szacowanie obciążenia granicznego spowodowanego plastycznym jego pękaniem, z uwzględnieniem parametrów mikrostruktury oraz właściwości mechanicznych. Właściwości mechaniczne zastosowanej stali uzyskano z badań. Pozostałe parametry determinujące proces niszczenia zaczerpnięto z piśmiennictwa oraz procesu kalibracji modelu materiału. Własne badania doświadczalne połączeń kątowników mocowanych jedną, lub większą liczbą śrub (od 2 do 4), posłużyły także do walidacji zachowania całego połączenia. Walidacja została przeprowadzona na podstawie zarówno globalnego, jak i lokalnego zachowania połączenia.

The numerical modeling of failure of S235JR steel using Gurson-Tvergaard-Needleman material model

Kossakowski P.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

2012

Vol. 11, no. 4

295-310

The paper presents assumptions of the Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) model for a porous materials, which is now one of the basic damage material models applied in the analysis of the load-bearing capacity of metal engineering structures. The practical information about the selection of GTN material parameters and performing numerical calculations is given. An example of the numerical simulation of the failure of tensile element made of S235JR steel is presented. The calculation procedure, the determined GTN microstructure parameters and the obtained results are described. The simulations included the strength analysis and the study of the micro-defects growth occurring during the plasticity process is presented. As a result the critical volume void fraction was determined which can be used as a microvoid criterion corresponding to the expected S235JR steel failure.

W artykule przedstawiono założenia modelu materiału porowatego Gursona-Tvergaarda-Needlemana (GTN) będącego obecnie jednym z podstawowych modeli zniszczenia stosowanych w analizach nośności metalowych konstrukcji inży-nierskich. Podano praktyczne informacje na temat doboru parame-trów materiałowych GTN oraz prowadzenia obliczeń numerycz-nych w odniesieniu do stali konstrukcyjnych stosowanych w bu-downictwie i mostownictwie. Przedstawiono przykład numerycz-nej symulacji zniszczenia elementu rozciąganego wykonanego ze stali S235JR, przeprowadzonej w oparciu o model GTN. Opisano procedurę obliczeniową, wyznaczone parametry mikrostruktury GTN oraz uzyskane wyniki. Zakres symulacji obejmował analizę wytrzymałościową dokonaną w powiązaniu z badaniami wzrostu mikrouszkodzeń zachodzącego w trakcie procesu uplastycznia-nia materiału. W efekcie przeprowadzonych badań wyznaczono krytyczny udział objętościowy pustek, który może stanowić kryte-rium mikrostrukturalne odpowiadające przewidywanemu momen-towi zniszczenia stali S235JR.