Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dynamic failure mechanism of copper foil in laser dynamic flexible forming

Shen Zongbao, Zhang Lei, Li Pin, Liu Kai, Lin Youyu, Zhou Guoyang, Wang Yang, Zhang Jindian, Liu Huixia, Wang Xiao

Materials Science Poland

|

2020

|

Vol. 38, No. 4

684--692

EN

Laser dynamic flexible forming (LDFF) is a novel high velocity forming (HVF) technology, in which the foil metal is loaded by laser shock wave. Strain localization is readily to occur around the bulge edge, which will result in the ultimate dynamic failure. In this work, the microstructures before and after dynamic fracture are characterized by transmission electron microscopy (TEM) to investigate the dynamic failure mechanism. The plastic deformation regions of copper foil are composed of shock compression, strain localization and bulge. Microstructure refinement was observed in three different plastic deformation regions, particularly, dynamic recrystallization (DRX) occurs in the strain localization and bulge regions. In bulge region, extremely thin secondary twins in the twin/matrix (T/M) lamellae are formed. The microstructure features in the strain localization region show that superplastic flow of material exists until fracture, which may be due to DRX and subsequent grain boundary sliding (GBS) of the recrystallized grains. The grain coarsening in strain localization region may degrade the material flowing ability which results in the dynamic fracture.

2

Investigation of strain rate sensitivity of Gum Metal under tension using digital image correlation

Golasiński Karol, Pieczyska Elżbieta, Maj Michał, Staszczak Maria, Świec Paweł, Furuta Tadahiko, Kuramoto Shigeru

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2020

|

Vol. 20, no. 2

339--352

EN

Mechanical behavior of a multifunctional titanium alloy Gum Metal was investigated by conducting tensile tests at various strain rates and applying digital image correlation (DIC) technique. Stress–strain curves confirmed low Young’s modulus and high strength of the alloy. The determined values of yield strength had a tendency to increase, whereas the elongation to the specimen rupture tended to decrease with increasing strain rate. True stress versus strain curves were analyzed using selected lengths of virtual extensometer (VE) placed in the strain localization area. When the initial length of the VE was the same as the gauge length, work hardening was observed macroscopically at lower strain rates, and a softening was seen at higher strain rates. However, the softening effect was not observed at the shorter VE lengths. Evolution of the Hencky strain and rate of deformation tensor component fields were analyzed for various strain rates at selected stages of Gum Metal load-ing. The DIC analysis demonstrated that for lower strain rates the deformation is macroscopically uniform up to the higher average Hencky strains, whereas for higher strain rates the strain localization occurs at the lower average Hencky strains of the deformation process and takes place in the smaller area. It was also found that for all strain rates applied, the maximal values of Hencky strain immediately before rupture of Gum Metal samples were similar for each of the applied strain rates, and the maximal local values of deformation rate were two orders higher when compared to applied average strain rate values.

3

Instabilities in membrane tension: Parametric study for large strain thermoplasticity

Mucha M., Wcisło B., Pamin J., Kowalczyk-Gajewska K.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 4

1055--1067

EN

This paper deals with the numerical analysis of localized deformation for a rectangular plate in membrane tension, modelled with large strain thermoplasticity. The aim is to determine the influence of selected factors on the localization phenomena, which can result from geometrical, material, and thermal softening. Two types of boundary conditions are considered: plane stress and plane strain, as well as two yield functions, Huber–Mises–Hencky and Burzyński–Drucker–Prager, with selected values of friction angle. First, isothermal conditions are considered and next, a conductive case with thermal softening is studied. Moreover, three types of plastic behaviour are analysed: strain hardening (with different values of hardening modulus), ideal plasticity, and strain softening. Numerical tests, performed using AceGen/FEM packages, are carried out for the rectangular plate under tension with an imperfection, using three finite element discretizations. The results for plane strain in the isothermal model show that with the decrease of linear hardening modulus, we can observe stronger mesh sensitivity, while for plane stress, mesh sensitivity is visible for all cases. Furthermore, for the thermomechanical model the results also depend on the mesh density due to insufficient heat conduction regularization.

4

Detection of strain localization in numerical simulation of sheet metal forming

Lumelskyj D., Rojek J., Tkocz M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2018

|

Vol. 18, no. 2

490--499

EN

This paper presents an investigation on the detection of strain localization in numerical simulation of sheet metal forming. Two methods to determine the onset of localized necking have been compared. The first criterion, newly implemented in this work, is based on the analysis of the through-thickness thinning (through-thickness strain) and its first time derivative in the most strained zone. The limit strain in the second method, studied in the authors’ earlier works, is determined by the maximum of the strain acceleration. The limit strains have been determined for different specimens undergoing deformation at different strain paths covering the whole range of the strain paths typical for sheet forming processes. This has allowed to construct numerical forming limit curves (FLCs). The numerical FLCs have been compared with the experimental one. Mesh sensitivity analysis for these criteria has been performed for the selected specimens. It has been shown that the numerical FLC obtained with the new criterion predicts formability limits close to the experimental results so this method can be used as a potential alternative tool to determine formability in standard finite element simulations of sheet forming processes.

5

Analysis of strain localization in porous media with transversely isotropic elasticity under undrained conditions

Zhang Y. Q., Wang L. Z., Pang M., Fan L. F.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2017

|

Vol. 55 nr 1

199--211

EN

The properties of strain localization for elastic-plastic porous media with transversely isotropic elasticity under undrained conditions are investigated. Under non-associated plasticity and tri-axial stress states, the conditions for strain localization of elastic-plastic porous media are derived, in which the effects of deviation from isotropic elasticity and pore fluid compressibility are included. Based on the Mohr-Coulomb yield criterion, the influences of the deviation from isotropic elasticity and pore fluid compressibility on the direction angle of localized band initiation and the corresponding critical hardening modulus for the case of plane strain are discussed. As a result, the properties of strain localization are dependent upon the deviation from isotropic elasticity and pore fluid compressibility. The deviation from isotropic elasticity and pore fluid compressibility has significant impacts on the direction angle of localized band initiation and the corresponding critical hardening modulus.

6

Application of the Digital Material Representation to strain localization prediction in the two phase titanium alloys for aerospace applications

Muszka K., Madej L., Wynne B. P.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 16, no. 2

224--234

EN

In the present work Digital Material Representation (DMR) approach was utilized to simulate the deformation behavior of the two phase Ti-6Al-4V alloy. DMR models of the two phase structure, containing different morphologies of alpha grains within a beta matrix – lamellar and equiaxed, were created. Each phase was then separated and different mechanical properties were assigned. Subsequently, their response to loading was tested using simple shear numerical simulations with special focus on strain inhomogeneities, as the main driving force for spheroidization is considered to be the formation of intense shearing within alpha lamellae. The proposed modeling approach combining Finite Element Method (FEM) with DMR allowed for much more detailed numerical analysis of deformation behavior of two phase titanium alloys at the micro scale and provided information such as strain localization and stress distributions within the alpha and beta phases. It was showed that presented model offers a new and powerful tool to study the physical bases of microstructure evolution processes such as spheroidization or recrystallization of Ti alloys. It shows good potential in simulation of deformation processes of complex two-phase morphologies that is a crucial step towards optimization of process parameters during hot forming of Ti-6Al-4V alloys.

7

Numerical simulations of strain localization for large strain damage - plasticity model

Wcisło B., Pamin J.

Computer Methods in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, No. 2

231--237

EN

This paper deals with the phenomenon of strain localization in nonlinear and nonlocal material models. Particularly, in the description of the material not only nonlinear constitutive relations (damage, plasticity) are included, but also geometrical nonlinearities (large strains) are taken into account. The strain localization in the analysed model has a twofold source: geometrical effects (necking) and softening due to damage of the material. To avoid pathological mesh sensitivity of numerical test results the gradient averaging is applied in the damage model. The material description is implemented within the finite element method and numerical simulations are performed for a uniaxial tensile bar benchmark. Selected results are presented for the standard and regularized continuum.

PL

Artykuł dotyczy zjawiska lokalizacji odkształceń w nieliniowych i nielokalnych modelach materiałowych. W szczególności, przedstawiony opis materiału zawiera nie tylko nieliniowe związki konstytutywne (uszkodzenie, plastyczność), ale również nieliniowości geometryczne (duże odkształcenia). Lokalizacja odkształceń w analizowanym modelu ma dwojakie źródło: efekty geometryczne (szyjkowanie) oraz osłabienie spowodowane uszkodzeniem materiału. Zastosowanie standardowych modeli continuum nie prowadzi do poprawnej symulacji zachowania materiałów z osłabieniem. Spowodowane jest to utratą eliptyczności równań równowagi, gdy zależność między naprężeniami a odkształceniami wchodzi na ścieżkę opadającą. W takim przypadku odkształcenia lokalizują się w najmniejszej możliwej objętości materiału, która w symulacji numerycznej określona jest przez rozmiar elementu skończonego. Aby uniknąć patologicznej zależności wyników testów numerycznych od dyskretyzacji należy zastosować odpowiednią regularyzację. W niniejszej pracy zastosowano uśrednianie gradientowe, w którym istotną rolę odgrywa wewnętrzna skala długości. Jest to dodatkowy parametr materiału związany z jego mikrostrukturą, który może określać szerokość strefy lokalizacji odkształceń. W artykule przedstawiono zwięźle opis analizowanego modelu sprężysto-plastycznego sprzężonego z uszkodzeniem przy dużych odkształceniach oraz zastosowanej regularyzacji gradientowej. Model ten został oprogramowany w pakiecie Ace- Gen w środowisku Mathematica oraz przetestowany przy użyciu pakietu AceFEM. W pracy zaprezentowane są wybrane wyniki symulacji rozciągania pręta dla różnych wariantów przyjętego opisu materiału, w których można zaobserwować lokalizację odkształceń zarówno związaną z osłabieniem materiału jak i osłabieniem geometrycznym.

8

Wersje, awersje i kontrowersje, czyli czym jest zjawisko Portevina-Le Chateliera?

Dybiec H.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 3

115--121

PL

W pracy przeanalizowano różnice poglądów na różne aspekty zjawiska niejednorodności odkształcenia znajdujące się w literaturze przedmiotu. Dokonano historycznego przeglądu komunikatów literaturowych dotyczących zjawiska oraz formowania się współcześnie przyjętej jego nazwy. Przedstawiono również dwa zasadniczo różne podejścia modelowe do zjawiska oraz dokonano przeglądu argumentów doświadczalnych i innych przemawiających za obydwoma, w zasadzie wykluczającymi się modelami.

EN

The paper has been analyzed the difference of views on few aspects of deformation heterogeneity of metals described in literature. Historical overview of information related to effect and formation of commonly accepted its name have been performed. Two essentially different approach to physical modelling of effect have been shown and the overview of empirical and other arguments testify for both, in principle mutual excluding models have been presented.

9

Enhanced coupled elasto-plastic-damage models to describe concrete behaviour in cyclic laboratory tests: comparison and improvement

Marzec I., Tejchman J.

Archives of Mechanics

|

2012

|

Vol. 64, nr 3

227-227

EN

The paper presents two-dimensional FE simulation results of the concrete behaviour under quasi-static cyclic loading using different enhanced coupled elasto-plastic-damage continuum models. Attention is paid to strain localization and stiffness degradation under tensile bending failure. To ensure the mesh-independence, to properly reproduce strain localization and to capture a deterministic size effect, all constitutive models include a characteristic length of micro-structure by means of a non-local theory. Numerical results are compared with corresponding cyclic laboratory tests on concrete specimens under bending. Advantages and disadvantages of coupled models used are outlined. In addition, numerical aspects of implementation and non-local averaging of coupled models are discussed. Finally, a new improved model is proposed to describe strain localization simultaneously under both tension and compression.

10

Numerical studies on size effects in concrete beams

Syroka-Korol E., Tejchman J.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2012

|

Vol. 5, no. 2

67-78

EN

The numerical FE investigations of a deterministic and stochastic size effect in unnotched concrete beams of similar geometry under three point bending were performed within elasto-plasticity with non-local softening. Deterministic calculations were performed with the uniform distribution of a tensile strength. In turn, in stochastic calculations, the tensile strength took the form of spatially correlated random fields described by a truncated Gaussian distribution. In order to reduce the number of stochastic realizations without losing the calculation correctness, Latin hypercube sampling was applied. The numerical outcomes were compared with the size effect laws by Bazant.

PL

Przeprowadzono analizę numeryczną MES deterministycznego i statystycznego efektu skali w belkach betonowych geometrycznie podobnych poddanych 3-punktowemu zginaniu. Zastosowano sprężysto-plastyczny model betonu z nielokalnym osłabieniem. Obliczenia deterministyczne wykonano z jednorodnym rozkładem wytrzymałości na rozciąganie. Symulacje stochastyczne przeprowadzono z wykorzystaniem przestrzennie skorelowanych pól losowych opisanych obciętym rozkładem Gaussa. W celu zredukowania liczby symulacji stochastycznych, przy zachowaniu poprawności obliczeniowej, zastosowano metodę próbkowania typu sześcianu łacińskiego. Wyniki numeryczne zostały porównane z prawem efektu skali wg Bazanta.

11

Computational modelling of localized deformations with regularized continuum models

Pamin J.

Mechanics and Control

|

2011

|

Vol. 30, no. 1

27-33

EN

The paper presents a short overview of selected problems related to the numerical analysis of localized deformations. After defining the localization phenomenon and the class of gradient models, two simulation examples are shown. They are applications of the plasticity theory with a Laplacian of the hardening parameter and of the damage theory with an additional averaging equation for an equivalent strain measure.

PL

Artykuł przedstawia krótki przegląd wybranych problemów analizy numerycznej deformacji zlokalizowanych. Po zdefiniowaniu zjawiska lokalizacji i klasy modeli gradientowych zwięźle opisano dwa przykładowe zastosowania teorii płynięcia plastycznego zawierającej laplasjan parametru wzmocnienia i teorii uszkodzenia z dodatkowym równaniem uśredniającym miarę odkształcenia w otoczeniu punktu.

12

Wpływ stanu metalurgicznego i sposobu odkształcenia na strukturę i teksturę stopu AA7075

Stalony-Dobrzański F., Pieła K., Błaż L., Ostachowski P.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2010

|

R. 55, nr 2

99-107

PL

W artykule poddano analizie relację między obrazem tekstury, uzyskanym z precyzyjnego pomiaru dyfraktometrycznego, a strukturą walcowanego stopu AA7075. Wykazano, że zarówno sposób walcowania (jednokierunkowy lub ze zmianą kierunku walcowania o 90 stopni - tzw. "krzyżowy"), jak również stan metalurgiczny stopu (przesycony lub homogenizowany) determinują typ formowanej tekstury. W przypadku materiału w stanie przesyconym, zmiany tekstury można rozpatrywać jako rezultat lokalizacji plastycznego płynięcia w pasmach ścinania, powodującego "fragmentację" stopu na bloki, zachowujące się jak quasi-monokryształy. Prowadzi to do tekstury, opisywanej jako tekstura typu metalu lub typu stopu tworzącej się w wyniku walcowania odpowiednio: jednokierunkowego lub krzyżowego. W stopie homogenizowanym deformacja plastyczna jest realizowana przez homogenicznie dystrybuowane drobne, cienkie pasma poślizgu (mikropasma ścinania), co niezależnie od sposobu walcowania skutkuje formowaniem się tekstury "mieszanej" (typu metalu + typu stopu).

EN

The relation between the texture analyzed by means of precise diffractometric method, and the structure of cold rolled AA7075 aluminum alloy was discussed. It was stated that both the deformation mode, i.e. unidirectional rolling or crossrolling, and the initial metallurgical state (supersaturated or homogenized material) determine the kind of the formed texture. Observed change of the texture for the supersaturated and cold rolled alloy can be considered as a result of plastic flow localization and shear bands development, which causes the "fragmentation" of material into the blocks, behaving like quasi-single crystals. As a result, the texture called as a metal-type or an alloy-type, are created during unidirectional rolling or cross-rolling, respectively. On the other hand, the plastic deformation of homogenized material is accompanied by the development of uniformly distributed fine slip bands (microshear bands), which leads to the formation of "mixed" texture (metal type + alloy type) for the two tested modes of rolling procedure.

13

Notched concrete beams under bending -- calculations of size effects within stochastic elasto-plasticity with non-local softening

Bobiński J., Tejchman J., Górski J.

Archives of Mechanics

|

2009

|

Vol. 61, nr 3-4

283-307

EN

Numerical FE investigations of a deterministic and statistical size effect in notched concrete beams of a similar geometry under three-point bending were performed. The FE analyses were carried out with four different beam sizes. Deterministic calculations were performed assuming constant values of tensile strength. In turn, in statistical calculations, the tensile strength took the form of random spatial fields described by a truncated Gaussian random distribution. In order to reduce the number of stochastic realizations without loosing the accuracy of the calculations, Latin hypercube sampling was applied. The numerical results were compared with the corresponding laboratory tests. The numerical outcomes show that the bearing capacity of beams and their ductility increase with decreasing specimen size. If the distribution of the tensile strength is stochastically distributed, the mean beam strength is always smaller than the deterministic value.

14

FE-analysis of spacing of localized zones in reinforced concrete bars under tension using elasto-plasticity with non-local softening

Widuliński Ł., Bobiński J., Tejchman J.

Archives of Civil Engineering

|

2009

|

Vol. 55, nr 2

257-281

EN

The paper presents quasi-static 3D FE-simulations of strain localization in a reinforced concrete bar subjected to tension. The material was modeled with smeared continuum crack model using an elasto-plastic constitutive law. A Rankine criterion with isotropic softening and associated flow rule was adopted in a tensile regime of concrete. The behavior of reinforcement was described with an elasto-perfect plastic constitutive model. To ensure the mesh-independency, the model was enhanced in a softening regime by a non-local term to include a characteristic length of micro-structure. The FE-analyses were carried out with a different characteristic length, non-local parameter, reinforcement ratio, distribution of the tensile strength, bond between concrete and reinforcement, softening curve, softening rate and energy fracture.

PL

Artykuł przedstawia quasi-statyczne trójwymiarowe symulacje MES lokalizacji odkształceń w żelbetowym pręcie poddanym rozciąganiu. Materiał był wymodelowany przy zastosowaniu kontynualnego modelu rys rozmytych i sprężysto-plastycznego konstytutywnego prawa. Przyjęto w obszarze rozciągania betonu kryterium Rankine'a z izotropowym osłabieniem i stowarzyszonym prawem płynięcia. Zachowanie zbrojenia zasymulowano sprężysto-idealnie plastycznym modelem konstytutywnym. W celu otrzymania wyników niezależnych od siatki MES, model został rozszerzony w osłabieniu o nielokalny składnik umożliwiający uwzględnienie długości charakterystycznej mikrostruktury. Analizy MES zostały wykonane dla różnej długości charakterystycznej, nielokalnego parametru, procentu zbrojenia, rozkładu wytrzymałości betonu na rozciąganie, kontaktu między betonem a zbrojeniem, krzywej osłabienia, spadku osłabienia oraz energii pękania.

15

Efekty energetyczne i strukturalne w procesie walcowania z cykliczną zmianą drogi odkształcenia

Grosman F., Cyganek Z.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2008

|

R. 53, nr 6

363-367

PL

W ostatnich latach w wielu gałęziach przemysłu zastosowanie znajdują nowoczesne materiały, jednak ciągle dominującą rolę odgrywają metale i ich stopy. Wymagane są jednak od tych materiałów coraz lepsze właściwości wytrzymałościowe i użytkowe. Za rozwojem materiałów musi nadążać rozwój technologii ich wytwarzania. Prowadzone w ostatnich latach badania wskazują, że jedną z możliwości dla konwencjonalnych procesów przeróbki plastycznej metali są procesy z wymuszoną drogą odkształcenia. W artykule zaprezentowano wyniki badań procesu walcowania MEFASS prowadzone w Katedrze Modelowania Procesów i Inżynierii Medycznej Politechniki Śląskiej. Badania te miały na celu określenie pracy odkształcenia wykonanej w procesie walcowania MEFASS. Otrzymane wyniki wskazują, że wprowadzenie dodatkowego ruchu narzędzi w procesie walcowania powoduje znaczący wzrost zapotrzebowania energetycznego procesu. W artykule przedstawiono również wyniki badań strukturalnych pasm po procesie walcowania z cykliczną zmianą drogi odkształcenia. Zaprezentowano efekty, jakie zmiana drogi odkształcenia wywołuje w materiale. Badania strukturalne wykazały, że szczególnie istotny jest dobór parametrów prowadzenia procesu walcowania MEFASS ze względu na występującą niejednorodność struktury materiału po odkształceniu.

EN

Modern non-metal materials are applied many industries last years, but still dominant part play metals and metal alloys. However higher demands are set for metals and metal alloys, concerning mechanical and utilitarian properties. Development of the materials must be balanced by development of metal production technology. Results of conducted research indicate, that alternative for conventional metal forming processes are processes with change of the strain path. In this paper research results of MEFASS rolling process are presented. This research were conducted in Department of Process Modelling and Medical Engineering of Silesian University of Technology. One of the most important problems in this work was to evaluate the consumed energy in the process, because research in this area were not done yet. Research results indicated, that additional movement of working rolls caused significant increase of consumed energy during the process. Metallographic research results are also presented in this paper. Structural effects caused by change of the strain path are presented. This research were conducted in Department of Material Science and showed significant influence of process parameters on structure homogeneity of deformed material after rolling

16

Modelling of production chains as a tool for intelligent manufacturing in metal forming

Madej L., Weglarczyk S., Rauch L., Pietrzyk M.

Journal of Machine Engineering

|

2008

|

Vol. 8, No. 2

33--42

EN

The objective of the paper is demonstration of the role of multi scale modelling in the system, which optimizes the whole production chain. Product exploitation and properties are the key parameters for formulation of the objective function in the optimization problem. Such parameters as fatigue resistance, wear resistance or thermal resistance are crucial for extending the life cycle of products, therefore, theoretical prediction of those parameters is inevitable for the optimization of the manufacturing system. Thus, the main focus in the paper is on description of the idea of multi scale modelling and on presentation of the multi scale model developed by the Authors. This model combines finite element (FE) solution of the macro scale problem with the cellular automata (CA) model of the micro scale phenomena. Simulation of the production chain is the second part of the paper. The chain under consideration is composed of stock heating, cold forging, machining and simulation of exploitation conditions. The correlation between the process parameters and the exploitation properties of the product is demonstrated. Finally, the optimization problem which would be the base of intelligent manufacturing, is formulated.

17

Concurrent and upscaling methods in multi scale modelling - case studies

Madej Ł., Mrozek A., Kuś W., Burczyński T., Pietrzyk M.

Computer Methods in Materials Science

|

2008

|

Vol. 8, No. 1

1-15

EN

Selected examples of applications of multi scale modeling in various areas of mechanics and materials science are presented in the paper. Advantages and disadvantages of these approaches are shown. Based on the literature review a classification of multi scale methods into two groups was pointed out. The first is upscaling group based on representative volume element. The second is concurrent group, where the method used to describe the fine scale is usually applied to a part of the whole domain of the solution. Detailed discussion of these two groups is based on the multi scale models developed by the Authors. The concurrent model is based on the combination of the molecular dynamic with the boundary element method and is applied to simulation of material failure. The upscaling model is called CAFE and is based on the combination of the cellular automata with the finite element method. Applications of this model to prediction strain localization in materials subjected to plastic deformation are also demonstrated in the paper.

PL

W pracy zaprezentowano dynamicznie rozwijające się nowe metody obliczeniowe do analizy wieloskalowej, umożliwiające opis zjawisk zachodzących w materiale, niemożliwych do przewidywania tradycyjnymi metodami modelowania. Dokonano klasyfikacji metod na dwie grupy różniące się sposobem podejścia do symulacji 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 symulujące dane zjawisko w całej lub w części objętości badanego materiału równocześnie w kilku skalach. Przyjęto nazywać je metodami hybrydowymi odzwierciedlając współbieżne prowadzenie obliczeń różnymi metodami w przeciwieństwie do metod hierarchicznych, gdzie obliczenia prowadzone są w reprezentacyjnych elementach objętości. Opisano interesujące modele bazujące na połączeniu metod analizy mikro np. Automatów Komórkowych (ang. CA), Monte Carlo (ang. MC) czy Dynamiki Molekularnej (ang. MD) z metodami analizy makro np. Metodą Elementów Skończonych (ang. FE) czy też Metodą Elementów Brzegowych (ang. BE). Przykłady tworzenia i zastosowania modeli hierarchicznych i hybrydowych w zastosowaniu do symulacji zjawisk zachodzących w materiale podczas odkształcania przedstawiono bazując na połączeniu metod CA i FE oraz MD i BE.

18

Umocnienie odkształceniowe materiału w próbach jedno- oraz dwuosiowego rozciągania blach

Stachowicz F.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2007

|

R. 52, nr 11

722-727

PL

Przebiegi zależności naprężenie-odkształcenie blach stalowych, aluminiowych oraz mosiężnych zostały wyznaczone w próbach jednoosiowego rozciągania oraz dwuosiowego równomiernego rozciągania (wybrzuszanie hydrauliczne). Przeprowadzona została analiza rozkładu grubości blachy w różnych punktach czaszy uformowanej podczas wybrzuszania hydraulicznego. Zarówno wartość średnia wykładnika krzywej umocnienia n (opisująca skłonność do umocnienia w całym zakresie odkształcenia), wyznaczona przy zastosowaniu równania Hollomona, jak również jego wartości chwilowe nt (zależne od wielkości odkształcenia materiału), zostały wyznaczone na podstawie wyników prób jedno- oraz dwuosiowego rozciągania. Przeanalizowano wpływ stanu odkształcenia na wartości chwilowe wykładnika krzywej umocnienia oraz na proces lokalizacji odkształcenia dla obydwu rodzajów testów.

EN

The stress-strain relationship of the steel, aluminium and brass sheets were determined by uniaxial and balanced biaxial (hydraulic bulging) tensile tests. Sheet thickness gradation in different points of hemisphere formed in bulge test was analyzed. Both the mean value of strain hardening exponent n (which describe the strain hardening of the whole strain range) according to the Hollomon equation and differential nt-value were determined on the base of the results of uniaxial and biaxial testing. The influence of the stress-state on the value of differential strain hardening exponent, as well as strain localization process, under both deformation modes was analyzed.

19

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.

20

Experimental investigations of strain localization in concrete using Digital Image Correlation (DIC) technique

Kozicki J., Tejchman J.

Archives of Hydro-Engineering and Environmental Mechanics

|

2007

|

Vol. 54, nr 1

3-24

EN

The paper presents results of experimental investigations of strain localization in concrete using a non-destructive method called Digital Image Correlation (DIC) technique. This technique measures surface displacements from digital images. The model tests were carried out with notched concrete specimens under three-point bending. Three different beam sizes and two different concrete mixes were used. During experiments, load--deflection curves and evolution of fracture process zone were determined. The measured size effect in strength was compared with the deterministic size effect law by Bazant (1984) and experimental results by Le Bellégo et al (2003).