|
|
Ductile Fracture Criteria in Multiaxial Loading – Theory, Experiments and Application
Šebek, František ; Horyl, Petr (oponent) ; Španiel, Miroslav (oponent) ; 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.
|
|
|
A simulation of closed die forging using finite element method
Nytra, Michal ; Šebek, František (oponent) ; Kubík, Petr (vedoucí práce)
This master's thesis is aimed at computational modelling of closed-die forging, which is one of the high temperature bulk forming methods. The objective is to change the ordinary approach of creating of analysis models in specialized programmes based on a finite element method (FEM) and to build-up an analysis model in FEM software Abaqus. A displacement-based variant of FEM and an explicit algorithm are used for the calculations. The solved mechanical part is a spur gear from a car gearbox. A study from an area of bulk forming including specialized programmes for simulation of forming processes is created as a part of this thesis. Next, all constitutive laws for description of an elasto-plastic model of material with ductile damage are mentioned in the thesis. A heat transfer theory follows, there are described all ways how a heat transfer can be realised with their mathematical formulations including methods of solution. A key chapter is that one describing a the process of creating an analysis model in software Abaqus from a geometry creation up to boundary condition. An analysis of results follows and this thesis is ended by the prospect of a possible follow-up on the subject/topic.
|
|
|
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 simulation of closed die forging using finite element method
Nytra, Michal ; Šebek, František (oponent) ; Kubík, Petr (vedoucí práce)
This master's thesis is aimed at computational modelling of closed-die forging, which is one of the high temperature bulk forming methods. The objective is to change the ordinary approach of creating of analysis models in specialized programmes based on a finite element method (FEM) and to build-up an analysis model in FEM software Abaqus. A displacement-based variant of FEM and an explicit algorithm are used for the calculations. The solved mechanical part is a spur gear from a car gearbox. A study from an area of bulk forming including specialized programmes for simulation of forming processes is created as a part of this thesis. Next, all constitutive laws for description of an elasto-plastic model of material with ductile damage are mentioned in the thesis. A heat transfer theory follows, there are described all ways how a heat transfer can be realised with their mathematical formulations including methods of solution. A key chapter is that one describing a the process of creating an analysis model in software Abaqus from a geometry creation up to boundary condition. An analysis of results follows and this thesis is ended by the prospect of a possible follow-up on the subject/topic.
|
|
|
Ductile Fracture Criteria in Multiaxial Loading – Theory, Experiments and Application
Šebek, František ; Horyl, Petr (oponent) ; Španiel, Miroslav (oponent) ; 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.
|
|
|
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.
|
|
|
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.
|
host ::
RSS.