Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Xác định tham số của mô hình GTN sử dụng phương pháp bề mặt phản hồi cho thép có độ bền cao BR1500HS
Tóm tắt
Để điều tra sự tiến triển hư hỏng của thép siêu bền cao ở các nhiệt độ khác nhau, một loạt các thử nghiệm kéo một trục đã được thực hiện ở các nhiệt độ khác nhau (20-800 °C) với tốc độ biến dạng thật không đổi (1 s−1). Sau đó, hai cơ chế biến dạng khác nhau được sử dụng để mô tả hành vi chảy của BR1500HS. Kết quả cho thấy hiện tượng tái kết tinh động (DRX) xảy ra trong quá trình biến dạng ở nhiệt độ cao (600-800 °C), trong khi hành vi chảy kéo có một khoảng thời gian làm cứng dài trước khi chuyển sang giai đoạn giảm độ chảy ngắn mà không có DRX ở nhiệt độ thấp 20-400 °C. Hơn nữa, mô hình hư hỏng Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) đã được áp dụng trong công việc này để đánh giá hiện tượng hư hỏng dẻo của BR1500HS. Để xác định bốn tham số quan trọng trong mô hình GTN, một số mô phỏng số đã được thiết kế theo thiết kế tổ hợp trung tâm và thực hiện bằng phương pháp mô phỏng phần tử hữu hạn, sau đó, các hàm đánh giá sai số (R) đã được thiết lập sử dụng bốn tham số GTN. Sau đó, bốn tham số của mô hình GTN đã được xác định cùng với bốn giá trị tối thiểu của R bằng phương pháp bề mặt phản hồi (RSM) và phương pháp bình phương tối thiểu. Kết quả cho thấy nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể đến phân bố thể tích vi hổng. Thêm vào đó, các tham số của mô hình GTN đã được áp dụng trong mô hình mô phỏng phần tử hữu hạn và một so sánh giữa kết quả mô phỏng với các quan sát kính hiển vi điện tử quét đã được thực hiện.
Từ khóa
#thép siêu bền cao #mô hình hư hỏng GTN #tái kết tinh động #mô phỏng phần tử hữu hạn #phương pháp bề mặt phản hồiTài liệu tham khảo
H. Karbasian and A.E. Tekkaya, A Review on Hot Stamping, J. Mater. Process. Technol., 2010, 210(15), p 2103–2118
M. Naderi, A. Saeed-Akbari, and W. Bleck, The Effects of Non-isothermal Deformation on Martensitic Transformation in 22MnB5 Steel, Mater. Sci. Eng. A, 2008, 487(1–2), p 445–455
H.-H. Bok, S.N. Kim, D.W. Suh, F. Barlat, and M.-G. Lee, Non-isothermal Kinetics Model to Predict Accurate Phase Transformation and Hardness of 22MnB5 Boron Steel, Mater. Sci. Eng. A, 2015, 626, p 67–73
R.S. Lee, Y.K. Lin, and T.W. Chien, Experimental and Theoretical Studies on Formability of 22MnB5 at Elevated Temperatures by Gleeble Simulator, Proc. Eng., 2014, 81, p 1682–1688
M. Abbasi, B. Bagheri, M. Ketabchi et al., Application of Response Surface Methodology to Drive GTN Model Parameters and Determine the FLD of Tailor Welded Blank, Comput. Mater. Sci., 2012, 53(1), p 368–376
D. Zhao, Y. Zhu, L. Ying et al., Numerical Simulation of Deformation Behavior of 22MnB5 Boron Steel at Elevated Temperatures and Experimental Verification, Acta Mech. Solida Sin., 2014, 27(6), p 579–587
B. Zhuang, Z. Shan, C. Jiang et al., Control Over Mechanical Properties and Microstructure of BR1500HS Hot-Stamped Parts, J. Iron Steel Res. Int., 2014, 21(6), p 606–613
J. Zhou, B. Wang, and M. Huang, Two Constitutive Descriptions of Boron Steel 22MnB5 at High Temperature, Mater. Des., 2014, 63, p 738–748
G.Z. Quan, D. Wu, A. Mao et al., Constitutive Modeling for Tensile Behaviors of Ultra-High-Strength-Steel BR1500HS at Different Temperatures and Strain Rates, High Temp. Mater. Process. Lond., 2014, 34(5), p 407–416
C. Zhiying and D. Xianghuai, The GTN Damage Model Based on Hill’48 Anisotropic Yield Criterion and its Application in Sheet Metal Forming, Comput. Mater. Sci., 2009, 44(3), p 1013–1021
Abdelkader Slimanea, Benattou Bouchouichaa, Mohamed Benguediaba, and Sid-Ahmed Slimane, Parametric Study of the Ductile Damage by the Gurson–Tvergaard–Needleman Model of Structures in Carbon Steel A48-AP, J. Mater. Res. Technol., 2015, 4(2), p 217–223
V. Uthaisangsuk, U. Prahl, S. Münstermann et al., Experimental and Numerical Failure Criterion for Formability Prediction in Sheet Metal Forming, Comput. Mater. Sci., 2008, 43(1), p 43–50
U. Prahl, S. Papaefthymiou, V. Uthaisangsuk et al., Micromechanics-Based Modelling of Properties and Failure of Multiphase Steels, Comput. Mater. Sci., 2007, 39(1), p 17–22
D. Steglich and W. Brocks, Micromechanical Modelling of the Behavior of Ductile Materials Including Particles, Comput. Mater. Sci., 1997, 9(1), p 7–17
J. Fansi, T. Balan, X. Lemoine, E. Maire, C. Landron, O. Bouaziz, M. Ben, A. Bettaieb, and A.M. Habraken, Numerical Investigation and Experimental Validation of Physically Based Advanced GTN MODEl for DP Steels, Mater. Sci. Eng. A, 2013, 569, p 1–12
G.-Z. Quan et al., Dynamic Recrystallization Kinetics of 42CrMo Steel During Compression at Different Temperatures and Strain Rates, Mater. Sci. Eng. A, 2011, 528(13), p 4643–4651
P. Hu, D. Shi, L. Ying et al., The Finite Element Analysis of Ductile Damage During Hot Stamping of 22MnB5 Steel, Mater. Des., 2015, 69, p 141–152
F. Abbassi, T. Belhadj, S. Mistou et al., Parameter Identification of a Mechanical Ductile Damage Using Artificial Neural Networks in Sheet Metal Forming, Mater. Des., 2013, 45, p 605–615
N. Bonora, D. Gentile, A. Pirondi et al., Ductile Damage Evolution Under Triaxial State of Stress: Theory and Experiments, Int. J. Plast., 2005, 21(5), p 981–1007
L.Z. Manzouri, H. Chalal, and F. Abed-Meraim, Ductility Limit Prediction Using a GTN Damage Model Coupled with Localization Bifurcation Analysis, Mech. Mater., 2014, 76(9), p 64–92
A. Slimane et al., Parametric Study of the Ductile Damage by the Gurson–Tvergaard–Needleman Model of Structures in Carbon Steel A48-AP, J. Mater. Res. Technol., 2015, 99(2), p 217–223
A. Needleman and V. Tvergaard, An Analysis of Ductile Rupture in Notched Bars, J. Mech. Phys. Solids, 1984, 32(6), p 461–490
N. Benseddiq and A. Imad, A Ductile Fracture Analysis Using a Local Damage Model, Int. J. Press. Vessels Pip., 2008, 85(4), p 219–227
A. Kami, B.M. Dariani, A.S. Vanini et al., Numerical Determination of the Forming Limit Curves of Anisotropic Sheet Metals Using GTN Damage Model, J. Mater. Process. Technol., 2015, 216, p 472–483
W. Brocks and G. Bernauer, Determination of the Gurson parameters by numerical simulations, in: Second Griffith Conference Sheffield, 1995, 13–15th September
Zahra Bazrafshan, Maryam Ataeefard, and Farahnaz Nourmohammadian, Modeling the Effect of Pigments and Processing Parameters in Polymeric Composite for Printing Ink Application Using the Response Surface Methodology, Prog. Org. Coat., 2015, 82, p 68–73
S.S. Khamis, M.A. Lajis, and R.A.O. Albert, A Sustainable Direct Recycling of Aluminum Chip (AA6061) in Hot Press Forging Employing Response Surface Methodology, Procedia CIRP, 2015, 26, p 477–481
J.R. Barber, Solid Mechanics and its Applications, Elasticity, 2004, 172, p 351–357
Guo-zheng Quan, An Mao, Gui-chang Luo, Jian-ting Liang, Wu Dong-sen, and Jie Zhou, Constitutive Modeling for the Dynamic Recrystallization Kinetics of As-Extruded 3Cr20Ni10W2 Heat-Resistant Alloy Based on Stress–Strain Data, Mater. Des., 2013, 52(24), p 98–107