Estudio de Simulación Numérica sobre la Relación entre los Mecanismos de Fractura y las Tensiones Residuales de Membrana de Materiales Metálicos
Autores: Lim, Yan Yik; Miskon, Azizi; Zaidi, Ahmad Mujahid Ahmad; Megat Ahmad, Megat Mohamad Hamdan; Abu Bakar, Muhamad
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio de Simulación Numérica sobre la Relación entre los Mecanismos de Fractura y las Tensiones Residuales de Membrana de Materiales Metálicos
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales para aplicaciones biomédicas
Palabras clave
Mecanismos de fractura
Fallo de membrana
Simulación numérica
Velocidad del proyectil
Tensión residual de la membrana
Material metálico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La distribución y disipación de energías en los mecanismos de fractura fueron un desafío crítico de derivar, especialmente para esta muestra ultra delgada. La falla de la membrana, que es el final de los mecanismos de fractura, es el resultado de las reflexiones de ondas cónicas de los límites de la membrana trasera. Estas reflexiones retrasan los procesos de falla debido a los impactos de choque. Para comparar estos resultados con el trabajo experimental, se realizó una simulación numérica para estos procesos. El proyectil rígido en forma de cilindro fue impactado utilizando un solucionador de Lagrange sin fricción. El objetivo era una placa circular de latón de cartucho sujeta en su perímetro, y su zona se refinó a una densidad de malla diez veces mayor para un mejor análisis. Los controles de erosión y corte involucraron una condición de interacción de cero separación y una deformación geométrica de erosión instantánea del 200%. Debido a que la velocidad máxima del proyectil de 382 m/s tuvo la perforación más lenta, se encontró que el grosor del objetivo era de 5.5 mm. Se observaron fenómenos del mecanismo de fractura, como la tracción, compresión, a través del grosor y el crecimiento de la delaminación en el plano, la delaminación en propagación y las ondas de corte local. Después de deducir las resistencias a la tracción y flexión del último experimento, se encontró una tensión residual total de membrana de 650 MPa. Este resultado indicó una relación entre los mecanismos de fractura y las tensiones residuales de membrana de material metálico.
Descripción
La distribución y disipación de energías en los mecanismos de fractura fueron un desafío crítico de derivar, especialmente para esta muestra ultra delgada. La falla de la membrana, que es el final de los mecanismos de fractura, es el resultado de las reflexiones de ondas cónicas de los límites de la membrana trasera. Estas reflexiones retrasan los procesos de falla debido a los impactos de choque. Para comparar estos resultados con el trabajo experimental, se realizó una simulación numérica para estos procesos. El proyectil rígido en forma de cilindro fue impactado utilizando un solucionador de Lagrange sin fricción. El objetivo era una placa circular de latón de cartucho sujeta en su perímetro, y su zona se refinó a una densidad de malla diez veces mayor para un mejor análisis. Los controles de erosión y corte involucraron una condición de interacción de cero separación y una deformación geométrica de erosión instantánea del 200%. Debido a que la velocidad máxima del proyectil de 382 m/s tuvo la perforación más lenta, se encontró que el grosor del objetivo era de 5.5 mm. Se observaron fenómenos del mecanismo de fractura, como la tracción, compresión, a través del grosor y el crecimiento de la delaminación en el plano, la delaminación en propagación y las ondas de corte local. Después de deducir las resistencias a la tracción y flexión del último experimento, se encontró una tensión residual total de membrana de 650 MPa. Este resultado indicó una relación entre los mecanismos de fractura y las tensiones residuales de membrana de material metálico.