|
|
Ductile fracture criteria in multiaxial loading – theory, experiments and application
Šebek, František ; Petruška, Jindřich (vedoucí práce)
This thesis is concerned with ductile fracture, which is a result of multiaxial quasi-static monotonic loading accompanied with large plastic deformations, while the local approach is considered for material degradation. In computations, the damage evolution is governed by used ductile fracture criteria. These were theoretically studied in the introduction, and the calibration procedure was proposed after the choice of suitable fracture criterion. Next, the experimental program was designed, and the tests on aluminium alloy 2024-T351, concerning tension, torsion and compression, were realized at a room temperature for the investigation of damage accumulation and reliable calibration of chosen phenomenological ductile fracture criterion, expressed through the fracture strain, and dependent on the hydrostatic pressure and deviatoric stress tensor. The ductile fracture model was then coupled with the yield criterion. Plasticity was considered in the form of taking into account the state of third invariant of deviatoric stress tensor as well for investigated material. The whole proposed approach that is fully applicable to multiaxial problems was implemented using user subroutine into the commercial software, based on the explicit finite element method. In the end, the application of the proposed approach to modelling of ductile fracture is presented in the form of verification using chosen specimens, resulting in the conclusions and recommendations for future studies.
|
|
|
Implementace, kalibrace a využití podmínek tvárného lomu v programech MKP
Kubík, Petr ; Plánička, František (oponent) ; Kotoul, Michal (oponent) ; Petruška, Jindřich (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá problematikou tvárného porušování při monotónním zatěžování, které je výsledkem postupné degradace materiálu za rozsáhlých plastických deformací. V současné době se pro jeho popis a predikci používá velká řada modelů, jejichž kalibrace není jednoduchá. V rešeršní části jsou popsány mechanismy tvárného porušování a oblast bez porušení. Dále je uveden přehled kritérií, které jsou založeny na různých přístupech k poškozování. V rámci této dizertační práce byla navržena a použita kritéria KHPS a KHPS2. V poslední části rešerše je popsán postup stanovení křivky napětí-přetvoření a kalibrace kritérií tvárného porušování. V experimentální části je uveden přehled zkoušek, které byly provedeny za účelem kalibrace vybraných kritérií. Pomocí těchto testů bylo dosaženo různých napěťových stavů v širokém rozsahu triaxiality napětí a Lodeho parametru. V rámci této práce byl navržen speciální typ vzorku, pomocí něhož je dosahováno velmi nízké hodnoty triaxiality napětí. Všechny vzorky byly vyrobeny z oceli 12 050. Jako polotovar byly použity tažené tyče kruhového průřezu o průměru 27 mm, vyrobené z jedné tavby. Pomocí výše uvedených zkoušek byla provedena kalibrace vybraných kritérií tvárného porušování. Tato kritéria byla autorem implementována do explicitního konečnoprvkového programu ABAQUS/Explicit pomocí uživatelského podprogramu VUMAT. Vybraná kritéria byla použita pro simulaci vícestupňového protlačování, u kterého dochází k tvorbě vnitřních centrálních trhlin. Tato kritéria byla také použita na simulaci stříhání tyčí kruhového průřezu. Výsledky ze simulací byly porovnány s experimenty, které provedl průmyslový partner J-VST.
|
|
|
Implementace, kalibrace a využití podmínek tvárného lomu v programech MKP
Kubík, Petr ; Petruška, Jindřich (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá problematikou tvárného porušování při monotónním zatěžování, které je výsledkem postupné degradace materiálu za rozsáhlých plastických deformací. V současné době se pro jeho popis a predikci používá velká řada modelů, jejichž kalibrace není jednoduchá. V rešeršní části jsou popsány mechanismy tvárného porušování a oblast bez porušení. Dále je uveden přehled kritérií, které jsou založeny na různých přístupech k poškozování. V rámci této dizertační práce byla navržena a použita kritéria KHPS a KHPS2. V poslední části rešerše je popsán postup stanovení křivky napětí-přetvoření a kalibrace kritérií tvárného porušování. V experimentální části je uveden přehled zkoušek, které byly provedeny za účelem kalibrace vybraných kritérií. Pomocí těchto testů bylo dosaženo různých napěťových stavů v širokém rozsahu triaxiality napětí a Lodeho parametru. V rámci této práce byl navržen speciální typ vzorku, pomocí něhož je dosahováno velmi nízké hodnoty triaxiality napětí. Všechny vzorky byly vyrobeny z oceli 12 050. Jako polotovar byly použity tažené tyče kruhového průřezu o průměru 27 mm, vyrobené z jedné tavby. Pomocí výše uvedených zkoušek byla provedena kalibrace vybraných kritérií tvárného porušování. Tato kritéria byla autorem implementována do explicitního konečnoprvkového programu ABAQUS/Explicit pomocí uživatelského podprogramu VUMAT. Vybraná kritéria byla použita pro simulaci vícestupňového protlačování, u kterého dochází k tvorbě vnitřních centrálních trhlin. Tato kritéria byla také použita na simulaci stříhání tyčí kruhového průřezu. Výsledky ze simulací byly porovnány s experimenty, které provedl průmyslový partner J-VST.
|
|
|
Predikce teplotní závislosti lomové houževnatosti
Václavík, Martin ; Pantělejev, Libor (oponent) ; Válka, Libor (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na predikci teplotní závislosti lomové houževnatosti prostřednictvím univerzální křivky lomové houževnatosti (též master křivky). Pro výpočet parametrů univerzální křivky lomové houževnatosti jsou využity výsledky měření lomové houževnatosti a tahových zkoušek konstrukční oceli P91. Teoretická část práce je založena na shrnutí podstatných informací z oblasti lomové mechaniky a tranzitního lomového chování ocelí, důležitých pro pochopení lomově-deformační odezvy materiálů v závislosti na podmínkách zatěžování. Experimentální část práce obsahuje výsledky praktických měření a analýz, které byly využity jednak pro určení parametrů univerzální křivky lomové houževnatosti, jednak pro hodnocení lomového chování a popis vlivu strukturních parametrů na toto chování v případě oceli P91.
|
|
|
Testování lomové houževnatosti za vysokých teplot s využitím miniaturních CT těles
Holas, Jiří ; Kuběna, Ivo (oponent) ; Šiška, Filip (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá hodnocením lomového chování ODS oceli MA956 za vysokých teplot. Toto chování bylo testováno pomocí miniaturních CT těles, na kterých byly provedeny zkoušky za účelem změření křivek odolnosti proti šíření tvárné trhliny (J-R křivky), ze kterých byla určena hodnota lomové houževnatosti. Lomové vlastnosti byly dále hodnoceny pomocí faktografické analýzy lomových ploch. Strukturní vlastnosti materiálu byly určeny pomocí měření tvrdosti a analyzovány metalografickými metodami. Výsledky měření ukazují pokles lomové houževnatosti s rostoucí teplotou.
|
|
|
Aplikace modelů tvárného porušování při výpočtové simulaci technologických operací
Hůlka, Jiří ; Houfek, Lubomír (oponent) ; Petruška, Jindřich (vedoucí práce)
Tato diplomová práce je úvodem do problematiky tvárného lomu za velkých plastických deformací a jeho výpočtové simulace. V teoretickém úvodu je rozebrána podstata explicitní metody konečných prvků (MKP), jako dominantního výpočtového nástroje v této oblasti. Diplomové práce dále zhodnocuje nynější stav vědeckých poznatků a možností simulací tvárného porušení. Je zpracována přehledná tabulka použitelných kritérií, z nichž jsou vybrána nejvhodnější, která jsou detailně popsána. Je snahou přiblížit i problematiku implementace zmíněných kritérií ve formě uživatelských podprogramů (subroutin) do komerčních programů MKP. Těžiště práce je obsahem kapitol 7-9, kde jsou aplikována dvě vybraná kritéria tvárného porušení (kritérium ekvivalentního lomového přetvoření a Johnson-Cook) na výpočtovou simulaci technologické operace střih. Výpočty byly provedeny v programovém systému ABAQUS/Explicit 6.5.1 a k jejich verifikaci byl proveden experiment.
|
|
|
A calibration of Gurson-Tvergaard- Needleman micromechanical model of ductile fracture
Stratil, Luděk ; Hadraba, Hynek ; Šiška, Filip ; Dlouhý, Ivo
Fracture mechanics characteristics of ductile fracture often depend on geometry and size of specimens. A micromechanical modelling of material damage proposes a tool for treatment of geometry and size effects in fracture mechanics. Application of micromechanical model for certain materiál requires a calibration of model‘s parameters. This contribution presents the calibration procedure of Gurson-Tvergaard-Needleman model of ductile fracture for Eurofer97 steel. The identification of ductile damage of the steel and its tensile properties at various level of stress triaxiality by testing smooth and notched bars were determined in the previous study. The calibration procedure was performed by hybrid method as a combination of FEA simulations of tensile tests and fractography analyses. The Gurson-Tvergaard-Needleman model performance is greatly influenced by true stress-true strain curve of the material.
|
|
|
Studie tvárného mechanismu porušování oceli Eurofer97
Stratil, Luděk ; Hadraba, Hynek ; Dlouhý, Ivo
V příspěvku je zkoumán tvárný mechanismus poškození oceli Eurofer97. Pro vytvoření různých podmínek triaxiality napjatosti byly zkoumány hladké a vrubované tahové tělesa. Přelomené poloviny tahových těles byly fraktograficky a metalograficky analyzovány a byla provedena kvantitativní studie mechanismu iniciace a nukleace dutin. Nukleace dutin se děje přednostně dekohezí rozhraní matrice-částice sekundární fáze. Podstatná fáze poškození oceli je následně tvořena postupným růstem dutin a konečná fáze poškození je završena velmi rychlým procesem koalescence dutin. Podmínky větší napjatosti uprostřed vrubovaných tahových těles způsobují potlačení nukleace dutin ale podporují jejich růst a také snižují úroveň lomové deformace.
|
|
| |
|
|
Simulation of resitance curves using Gurson plasticity model
Korouš, Jan ; Zemánková, Jaroslava
The concept of J-R curves is well established in structure assessment.However, the shape of J-R curves is influenced by constraint effectssignificantly. Such phenomena can be modelled using micromechanicalmodels of plasticity.The paper presents simulation of J-R curves usingthe complete Gurson model of plasticity, which was implemented into thefinite element system WARP3D.
|
host ::
RSS.