Comportamiento de fractura del acero PHS2000 estampado en caliente basado en el modelo de falla GISSMO
Autores: Guo, Jing; Liu, Hongliang; Li, Xiaodong; Yang, Tianyi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Acero estampado en caliente
Riesgo de fallo
Comportamiento de fractura
Experimentos
Simulación
Modelo de fractura
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
El acero estampado en caliente es actualmente el material ligero más utilizado en automóviles, y predecir con precisión su riesgo de fallo durante la simulación es un problema crítico en la industria automotriz. En este estudio, se investiga el comportamiento de fallo por fractura del acero PHS2000 estampado en caliente fabricado por Ben Gang Group (Benxi, China) mediante experimentos y simulación. Se realizan pruebas de tensión estática y de tensión a alta velocidad para obtener las relaciones de esfuerzo-deformación elástico-plástico, y se propone un modelo Swift + Hockett-Sherby para describir el comportamiento de endurecimiento bajo cargas estáticas y a alta velocidad. Se llevan a cabo pruebas bajo cinco tipos de estados de esfuerzo, a saber, corte estático, corte de tracción estática, tensión estática con muesca, tensión estática con agujero central y punzonado estático, para obtener las deformaciones de fractura última bajo diferentes estados de esfuerzo para establecer un modelo de fallo. Se utiliza el método de elementos finitos (FEM) para lograr inversamente los parámetros de fractura del material, y se adopta el modelo GISSMO en LS-Dyna para describir las características de fractura del material. Se establece además una tarjeta de fractura para el análisis de simulación combinando características de fractura con curvas de tensión a alta velocidad y curvas de efecto de tamaño de carga de mallas simultáneamente. Finalmente, la tarjeta se aplica en la simulación de la prueba de flexión en tres puntos. Se obtienen resultados de simulación de fractura de alta precisión que coinciden con los resultados experimentales. Esta investigación demuestra que la tarjeta de fractura propuesta es precisa y puede ser ampliamente utilizada en la simulación de comportamientos de fractura del acero PHS2000 estampado en caliente.
Descripción
El acero estampado en caliente es actualmente el material ligero más utilizado en automóviles, y predecir con precisión su riesgo de fallo durante la simulación es un problema crítico en la industria automotriz. En este estudio, se investiga el comportamiento de fallo por fractura del acero PHS2000 estampado en caliente fabricado por Ben Gang Group (Benxi, China) mediante experimentos y simulación. Se realizan pruebas de tensión estática y de tensión a alta velocidad para obtener las relaciones de esfuerzo-deformación elástico-plástico, y se propone un modelo Swift + Hockett-Sherby para describir el comportamiento de endurecimiento bajo cargas estáticas y a alta velocidad. Se llevan a cabo pruebas bajo cinco tipos de estados de esfuerzo, a saber, corte estático, corte de tracción estática, tensión estática con muesca, tensión estática con agujero central y punzonado estático, para obtener las deformaciones de fractura última bajo diferentes estados de esfuerzo para establecer un modelo de fallo. Se utiliza el método de elementos finitos (FEM) para lograr inversamente los parámetros de fractura del material, y se adopta el modelo GISSMO en LS-Dyna para describir las características de fractura del material. Se establece además una tarjeta de fractura para el análisis de simulación combinando características de fractura con curvas de tensión a alta velocidad y curvas de efecto de tamaño de carga de mallas simultáneamente. Finalmente, la tarjeta se aplica en la simulación de la prueba de flexión en tres puntos. Se obtienen resultados de simulación de fractura de alta precisión que coinciden con los resultados experimentales. Esta investigación demuestra que la tarjeta de fractura propuesta es precisa y puede ser ampliamente utilizada en la simulación de comportamientos de fractura del acero PHS2000 estampado en caliente.