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
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
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.
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.