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Análisis termomecánico de PBF-LB/M AlSi7Mg0.6 con respecto al comportamiento del material dependiente de la tasa y los efectos de daño

Autores: Richter, Lukas; Smolina, Irina; Pawlak, Andrzej; Schob, Daniela; Roszak, Robert; Maasch, Philipp; Ziegenhorn, Matthias

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Análisis termomecánico de PBF-LB/M AlSi7Mg0.6 con respecto al comportamiento del material dependiente de la tasa y los efectos de daño


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Efectos de auto-calentamiento
Deformación mecánica
Aleación de aluminio
Microestructura
Enfoque termomecánico
Modelo de elementos finitos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 19

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento describe los efectos de auto-calentamiento resultantes de la deformación mecánica en la aleación de aluminio AlSi7Mg0.6 fabricada aditivamente. El efecto de auto-calentamiento del material resulta de cambios irreversibles en la microestructura del material que están directamente acoplados con las deformaciones inelásticas. Estos procesos son altamente disipativos, lo que se refleja en la generación de calor del material. Para describir tales efectos, se analiza un marco numérico que combina un modelo elasto-viscoplástico de Chaboche con el enfoque de daño de Gurson Tvergaard Needleman y se extiende termomecánicamente. Este documento caracteriza la preparación de la muestra, el montaje experimental, el desarrollo del enfoque termomecánico y el modelo de material. Una subrutina de material de usuario aplica el modelo completo de material para el software de elementos finitos 2022. Para validar el modelo de material y los parámetros, se realiza una prueba de tracción compleja. Con el fin de verificar el modelo de elementos finitos, se incluye la relación de transformación de energía en la evaluación. Los análisis numéricos de la evolución del estrés mecánico y el comportamiento de auto-calentamiento demuestran una buena concordancia con la prueba experimental. Además, el cálculo muestra el comportamiento esperado de la fracción de volumen de vacíos que aumenta desde el valor inicial a un valor más alto bajo una carga mecánica compleja.

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