Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Crystal plasticity elastic-plastic rate-independent numerical analyses of pollycrystalline materials

Wójcik Marta, Skrzat Andrzej, Stachowicz Feliks, Spišák Emil

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2023

|

Vol. 40, nr 1

63--78

EN

Macroscopic analyses of plastic forming processes give only the overall description of the problem without the consideration of mechanisms of plastic deformation and the microstructure evolution. For the consideration of these processes, numerical simulations within crystal plasticity include the change of texture, anisotropy, and strain hardening of the material are used. In this paper, a crystal plasticity rate-independent model proposed by Anand and Kothari is applied for numerical analyses of polycrystalline materials. The slip was considered as the main mechanism of the plastic deformation. Basic constitutive equations of crystal plasticity for large deformation theories are presented. The selected results of elastic-plastic problems obtained using both macro- and micro- scales software for the explicit and implicit integration are featured here. The heterogeneous distribution of strain and stress in different grains are obtained, which is associated with the various crystal orientation. The crystal plasticity modelling of materials subject to plastic deformation involves not only the information about the change of a material’s shape in a macro-scale, but also describes the phenomena occurring in material in a micro-scale.

PL

Analizy makroskopowe procesów przeróbki plastycznej prezentują jedynie ogólny zarys rozważanego problemu, bez uwzględnienia mechanizmów odkształcenia plastycznego oraz ewolucji mikrostruktury. W celu rozważania procesów przeróbki plastycznej stosowane są symulacje numeryczne w ramach teorii plastyczności kryształów uwzgledniające zmianę tekstury, anizotropię oraz umocnienie odkształceniowe. W artykule zaprezentowano zastosowanie modelu Ananda i Kothari w ramach teorii plastyczności kryształów niezależnej od prędkości odkształcenia do rozwiązywania analiz numerycznych dla materiałów polikrystalicznych. W badaniach uwzględniono poślizg dyslokacyjny jako główny mechanizm odkształcenia plastycznego. Zaprezentowano wybrane rezultaty dla problemów sprężysto-plastycznych uzyskane zarówno w skali makro, jak i mikro- dla całkowania typu explicit i implicit. Uzyskano niejednorodny rozkład naprężenia i odkształcenia w poszczególnych ziarnach, związany z różną orientacją kryształów. Modelowanie numeryczne zzastosowaniem teorii plastyczności kryształów dla materiałów poddanych plastycznemu odkształceniu dostarcza nie tylko informacje o zmianie kształtu materiału w skali makro, ale także opisuje zjawiska zachodzące w materiale w skali mikro-.

2

A crystal plasticity finite element-based approach to model the constitutive behavior of multi-phase steels

Liu Hongguang, Shin Yung C.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 21, no. 2

707--720

EN

Steels are the most commonly used multi-phase materials in the industry, and their mechanical behaviors depend on the microstructure, composition, and phase fractions. Generally, the material behaviors need to be measured by experiments like a tensile test or split Hopkinson bar test, which is very time-consuming and expensive. Once the heat treatment and phase fractions are changed, it needs to be tested again, and, to avoid this, a better method is required to obtain the material behavior quickly and easily. In this study, a novel multi-scale approach is described to predict the material behaviors of multi-phase steels based on the phase fractions. A crystal plasticity finite element method is used to obtain the material behavior of each phase at a micro-scale with elevated strain rates, which is validated with experimental data or theoretical models at static or quasi-static conditions. Then a homogenization procedure with the rule of mixture method, which is based on the phase fractions measured from the microstructure characterization, is used to get the macro-scale constitutive behavior, and it is then implemented into the commercial software Abaqus/Standard to simulate the process of tensile test and compared with the experimental data. Good agreements are obtained between simulation and experimental results.

3

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.