Symulacja numeryczna i weryfikacja doświadczalna testu rozciągania płaskownika z uwzględnieniem teorii sprężysto – plastyczności dużych deformacji

Abstract

W symulacjach numerycznych MES uwzględniających duże deformacje sprężystoplastyczne bardzo istotne jest wybranie do analizy danego zadania właściwego modelu materiału i określenie parametrów tego modelu. W programach MES wykorzystywanych do analizy elementów konstrukcji, standardowo dostępnych jest wiele modeli konstytutywnych (por. np.[1]. Stosowanie tych programów i procedur wymaga jednak od użytkownika głębszego zrozumienia zagadnienia, umiejętnego stosowania modeli konstytutywnych i właściwego przyjmowania parametrów w tych modelach. Niewłaściwe ich stosowanie prowadzi do błędnych wyników i interpretacji. Dlatego też wskazane jest przed wykonaniem analizy złożonego zagadnienia brzegowo-początkowego wykonanie testów mających na celu sprawdzenie: poprawności przyjęcia modelu materiału, wartości przyjętych parametrów i warunków brzegowo- początkowych. Najwłaściwszym sposobem sprawdzenia tej poprawności jest jednoczesne wykonanie analizy doświadczalnej i numerycznej prostego zagadnienia, a następnie dokonanie porównań otrzymanych wyników. W pracy przedstawiono przykład takiej weryfikacji. Racjonalne projektowanie badań doświadczalnych mających na celu weryfikacje numeryczne zadania brzegowego wymaga jednoczesnego prowadzenia doświadczeń i symulacji numerycznych. Istotny jest kształt próbek, sposób obciążenia i warunki brzegowe. Wyznaczenie więc, parametru czy funkcji materiałowej, wobec oczywistego wpływu warunków brzegowych i samej geometrii próbki może stanowić problem. W dalszej części pracy przedstawiono numeryczną analizę testu rozciągania płaskownika z materiału sprężysto-plastycznego. Głównym celem jest weryfikacja doświadczalna modeli konstytutywnych sprężysto-plastyczności materiałów wstępnie izotropowych wybranych metali i ich zastosowanie w analizie elementów konstrukcji z wykorzystaniem MES i programu ABAQUS [1]). Weryfikacji wyników symulacji dokonano przez porównanie ich z wynikami przeprowadzonych badań własnych przy wykorzystaniu systemu optycznej korelacji obrazu ARAMIS. [2]. System ten pozwala na śledzenie deformacji próbki w pewnym wybranym obszarze. Wy188 niki tych pomiarów porównano z wynikami rozwiązań numerycznych uzyskanych przy zastosowaniu metody elementów skończonych i programu ABAQUS [1].