Title
Unapređenje, implementacija i eksperimentalna verifikacija numeričkog modeliranja oštećenja i loma metala primenom faznog modeliranja
Creator
Živković, Jelena, 1989-
CONOR:
18370919
Copyright date
2022
Object Links
Select license
Autorstvo-Nekomercijalno-Bez prerade 3.0 Srbija (CC BY-NC-ND 3.0)
License description
Dozvoljavate samo preuzimanje i distribuciju dela, ako/dok se pravilno naznačava ime autora, bez ikakvih promena dela i bez prava komercijalnog korišćenja dela. Ova licenca je najstroža CC licenca. Osnovni opis Licence: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/deed.sr_LATN. Sadržaj ugovora u celini: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/rs/legalcode.sr-Latn
Language
Serbian
Cobiss-ID
Inventory ID
050003536
Theses Type
Doktorska disertacija
description
Datum odbrane: 24.08.2022.
Other responsibilities
Academic Expertise
Tehničko-tehnološke nauke
University
Univerzitet u Kragujevcu
Faculty
Fakultet inženjerskih nauka
Alternative title
Improvement, implementation and experimental verification of numerical modeling of damage and fracture of metals using phase-field modeling
Publisher
[J. M. Živković]
Format
XIII, 115 listova
Abstract (sr)
Rezime:
Model faznog polja oštećenja (eng. Phase Field Damage Model - PFDM)
predstavlja najsavremeniji vid simulacije predviđanja razvoja oštećenja i
prslina u materijalu. U ovoj disertaciji je modifikovan fon Mizesov
materijalni model za plastičnost metala i implementirana je poboljšana
varijanta PFDM da bi se simuliralo žilavo ponašanje metala. Poboljšanja
koja su predložena i implementirana u okviru ove doktorske disertacije su:
1) nov oblik promenljive sprezanja plastičnosti i oštećenja koja se
aktivira nakon dostizanja kritične vrednosti ekvivalentne plastične
deformacije;
2) proširenje fon Mizesovog modela dvointervalskom funkcijom
tečenja koja se sastoji od perfektne plastičnosti ili linearnog ojačanja sa
proširenom Simovom funkcijom ojačanja.
Eksperimentalna ispitivanja jednoosnim zatezanjem izvršena su na
epruvetama od legure aluminijuma 5083 i čelika S355 u cilju identifikacije
parametara materijala za verifikaciju implementiranog PFDM. Naizmenična
iterativna šema, multiplikativna dekompozicija gradijenta deformacije i
logaritamska mera deformacije implementirani su u softver PAK koji radi
na principu metode konačnih elemenata. Predložena implementacija PFDM je
prvo verifikovana na primeru sa jednim konačnim elementom iz literature, a
zatim su sprovedena eksperimentalna ispitivanja uzoraka i numerička
simulacija odgovarajućih MKE modela. Zabeleženo je odlično kvalitativno i
kvantitativno preklapanje krivih zavisnosti sila-pomeranje dobijenih
eksperimentalno i numerički. Prednosti predložene implementacije PFDM
su bolja kontrola simulacije razvoja oštećenja u konstrukcijama napravljenim
od legure aluminijuma ili čelika, kao i lako proširenje postojećeg fon
Mizesovog modela plastičnosti.
Abstract (en)
Abstract:
Phase-Field Damage Model (PFDM) represents a state-of-the-art simulation
tool for predicting damage and crack evolution in materials. This dissertation shows
the modification of the von Mises metal plasticity material model and implementation
of improved PFDM to simulate ductile behaviour of metallic materials. Proposed and
implemented improvements in this thesis are:
1) modified variable that couples plasticity and damage and is activated after
the critical equivalent plastic strain is reached;
2) extension of the von Mises plasticity model by a two-stage yield function
consisting of perfect plasticity or linear hardening and extended Simo-type hardening
function.
Experimental uniaxial tensile tests were performed using aluminium alloy 5083
and steel S355 specimens to identify the material parameters for verifying the
implemented PFDM. The staggered iterative scheme, multiplicative decomposition of
the deformation gradient, and logarithmic strain measure are implemented into PAK
software based on the finite element method (FEM). Firstly, the proposed PFDM
implementation is verified by the “one finite element“ example from the literature, and
after that, the experimental tests on specimens and numerical simulation of
corresponding FE models were performed. Excellent qualitative and quantitative
overlapping of the force-displacement curves obtained experimentally and
numerically is recorded. Advantages of the proposed PFDM implementation are better
control of the simulation of damage evolution in aluminium alloy or steel structures,
and a straightforward extension of the existing von Mises plasticity model.
Authors Key words
modeliranje faznog polja oštećenja, modifikovani model
oštećenja, plastičnost velikih deformacija, legura aluminijuma 5083, S355
čelik, žilav lom, dvointervalska funkcija tečenja
Authors Key words
phase-field damage modeling, modified damage model, large
strain plasticity, aluminium alloy 5083, S355 steel, ductile fracture, two-stage yield
function
Classification
621:[531+539.422(043.3)
Type
Tekst
Abstract (sr)
Rezime:
Model faznog polja oštećenja (eng. Phase Field Damage Model - PFDM)
predstavlja najsavremeniji vid simulacije predviđanja razvoja oštećenja i
prslina u materijalu. U ovoj disertaciji je modifikovan fon Mizesov
materijalni model za plastičnost metala i implementirana je poboljšana
varijanta PFDM da bi se simuliralo žilavo ponašanje metala. Poboljšanja
koja su predložena i implementirana u okviru ove doktorske disertacije su:
1) nov oblik promenljive sprezanja plastičnosti i oštećenja koja se
aktivira nakon dostizanja kritične vrednosti ekvivalentne plastične
deformacije;
2) proširenje fon Mizesovog modela dvointervalskom funkcijom
tečenja koja se sastoji od perfektne plastičnosti ili linearnog ojačanja sa
proširenom Simovom funkcijom ojačanja.
Eksperimentalna ispitivanja jednoosnim zatezanjem izvršena su na
epruvetama od legure aluminijuma 5083 i čelika S355 u cilju identifikacije
parametara materijala za verifikaciju implementiranog PFDM. Naizmenična
iterativna šema, multiplikativna dekompozicija gradijenta deformacije i
logaritamska mera deformacije implementirani su u softver PAK koji radi
na principu metode konačnih elemenata. Predložena implementacija PFDM je
prvo verifikovana na primeru sa jednim konačnim elementom iz literature, a
zatim su sprovedena eksperimentalna ispitivanja uzoraka i numerička
simulacija odgovarajućih MKE modela. Zabeleženo je odlično kvalitativno i
kvantitativno preklapanje krivih zavisnosti sila-pomeranje dobijenih
eksperimentalno i numerički. Prednosti predložene implementacije PFDM
su bolja kontrola simulacije razvoja oštećenja u konstrukcijama napravljenim
od legure aluminijuma ili čelika, kao i lako proširenje postojećeg fon
Mizesovog modela plastičnosti.
“Data exchange” service offers individual users metadata transfer in several different formats. Citation formats are offered for transfers in texts as for the transfer into internet pages. Citation formats include permanent links that guarantee access to cited sources. For use are commonly structured metadata schemes : Dublin Core xml and ETUB-MS xml, local adaptation of international ETD-MS scheme intended for use in academic documents.