인장시험을 유한요소 시뮬레이션하여 등가응력-등가소성변형률 곡선, 임계 등가응력과 임계 등가소성변형률을 결정하였다. 그리고, 이 곡선을 입력하여 파괴시험을 유한요소 시뮬레이션하여 평면변형률 파괴인성치를 결정하여 보려고 하였다. 균열선단절점에서 등가소성변형률이 임계 등가소성변형률에 도달할 때 균열개구변위를 임계 균열개구변위로 취하여 균열성장조건으로 사용되었다. 임계 등가소성변형률이나 단면감소율과 파괴시험 임계 균열개구변위와 관련성을 찾아보고, 임계 등가응력과 임계 등가소성변형률을 동시에 적용하여 파괴시험 파괴인성치와의 관련성도 찾아보았다.
본 연구를 통하여 비이차 비등방 항복 응력 포텐셜들의 근접 짝되는 변형률 속도 포텐셜들에 대해서 정리하고 Yld2000-2d의 근접 짝되는 Srp2003-2d에 대해서 상세 설명하였다. 제안된 비이차 비등방 변형률 속도 포텐셜 Srp2003-2d 식 형태가 소개 되었고, 볼록성이 증명되었다. 아울러 이방성 상수를 구하는 방법이 제시되었다. Srp2003-2d의 소성 거동을 살펴보기 위하여 자동차 용 알루미늄 합금 판재 AA6022-T4와 항공재료용 알루미늄 합금 AA2090-T3에 응용되었다. Srp2003-2d는 항복 응력 포텐셜 Yld2000-2d와 거의 흡사한 짝됨을 보여 주었으며, 알루미늄 판재의 비등방성을 적절히 묘사하였다. Srp2003-2d는 알루미늄 판재의 성형 공정의 모사를 위하여 이상 공정 이론을 비롯한 강소성체 재료에 대한 정식화에 적절히 응용될 수 있을 것이다.
In this study, the stress concentration phenomenon for the dissimilar joints(ceramic-metal) bonded by thermal treating using a soft-insert metal(copper) was investigated with the aid of FEM(finite element method) under the load condition of uniform tension. The analysis was carried out by the supposing that stress states are plane stress or plane strain and elastic or elastic-plastic. And the Von Mises yield criterion and the incremental theory as plastic flow were adopted in this analysis. As the summarized results obtained, the stress concentration phenomenon was severer as the soft insert metal was thicker, in plane strain than in plane stress and in elastic-plastic state than in elastic state. Furthermore, the inducing mechanism of stress concentration was well expressed by the constraint forces(Fc) generated between the soft and the hard material.
Erisov, Yaroslav A.;Grechnikov, Fedor V.;Surudin, Sergei V.
Structural Engineering and Mechanics
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제58권4호
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pp.677-687
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2016
On the basis of the energy approach it is reported a development of the yield function and the constitutive equations for the orthotropic material with consideration of the crystal lattice constants and parameters of the crystallographic texture for the general stress state. For practical use in sheet metal forming analysis it is considered different loading scenarios: plane stress and plane strain states. Using the proposed yield function, the influence of single ideal components on the shape of yield surface was analyzed. The six texture components investigated here were cube, Goss, copper, brass, S and rotated cube, as these components are typically observed in rolled sheets from FCC alloys.
Design and Manufacturing processes of Ti-6Al-4V profiled ring-products were investigated with three-dimensional FEM simulation and experimental analyses. FEM simulation for the ring-rolling process was used to calculate the state variables such as strain, strain rate and temperature. In the simulation results of strain and temperature distributions for a plane ring rolling process, the strain level at the surface area is higher than that at the mid-plane, but the temperature level at the surface area is lower than that at mid-plane due to heat transfer between the workpiece and the work roll. These distributions showed a great influence on the evolution of microstructure in different positions. In order to induce the uniform deformation of the profile ring and reduce the applied load, the final blank was prepared by two-step processes. The mechanical properties of Ti-6Al-4V alloy ring products made in this work were investigated with tensile and impact tests and analyzed with the evolution of microstructures during the ring rolling process.
This paper presents an experimental study on the influence of principal stress direction and magnitude of intermediate principal stress on the undrained stress-strain-strength behaviors of Bangkok Clay. The results of torsional shear hollow cylinder and advanced triaxial tests with various principal stress directions and magnitudes of intermediate principal stress on undisturbed Bangkok Clay specimens are presented. The analysis of testing results include: (i) stress-strain and pore pressure behaviors, (ii) stiffness characteristics, and (iii) strength characteristics. The results assert clear evidences of anisotropic characteristics of Bangkok Clay at pre-failure and failure conditions. The magnitude of intermediate principal stress for plane-strain condition is also investigated. Both failure surface and plastic potential in deviatoric plane of Bangkok Clay are demonstrated to be isotropic and of circular shape which implies an associated flow rule. It is also observed that the shape of failure surface in deviatoric plane changes its size, while retaining its circular shape, with the change in direction of major principal stress. Concerning the behavior of Bangkok Clay found from this study, the discussions on the effects of employed constitutive modeling approach on the resulting numerical analysis are made.
The tailoring optimization technique recently developed by the author for improving structural response and energy absorption of composites is extended to sandwich shells using a previously developed zig-zag shell model with hierarchic representation of displacements. The in-plane variation of the stiffness properties of plies and the through-the thickness variation of the core properties are determined solving the Euler-Lagrange equations of an extremal problem in which the strain energy due to out-of-plane strains and stresses is minimised, while that due to their in-plane counterparts is maximised. In this way, the energy stored by unwanted out-of-plane modes involving weak properties is transferred to acceptable in-plane modes. As shown by the numerical applications, the critical interlaminar stress concentrations at the interfaces with the core are consistently reduced without any bending stiffness loss and the strength to debonding of faces from the core is improved. The structural model was recently developed by the author to accurately describe strain energy and interlaminar stresses from the constitutive equations. It a priori fulfills the displacement and stress contact conditions at the interfaces, considers a second order expansion of Lame's coefficients and a hierarchic representation that adapts to the variation of solutions. Its functional d.o.f. are the traditional mid-plane displacements and the shear rotations, so refinement implies no increase of the number of functional d.o.f. Sandwich shells are represented as multilayered shells made of layers with different thickness and material properties, the core being treated as a thick intermediate layer.
본 글에서는 판재의 스탬핑 성형성 평가를 위해 소재 제조업체와 자동차업체에서 널리 사용되고 있는 2,3개의 대표적인 모사실험과 평면변형장출실험을 소개하고 각각의 특징들에 대하여 논하고자 한다. 1. 딥 드로잉실험(deep drawing test after swift). 2. 돔 장출실험(dome punch stretching test). 3. 평면변형인장실험(plane strain tension test). 4. 평면변형장출실험(plane strain punch stretching test)
The columns with large widths in out-of-plane direction fail showing the high nonlinearity of strain distribution. In order to predict the nonlinear behavior with reasonable accuracy in 2 dimensional analysis the material models taking this characteristic into account are indispensible. In this study equivalent softening model is developed which releases the same amount of energy at failure as that of 3-D analysis. Its validity is confirmed by comparing the analysis result with that of 3-D.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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