Modelado micromecánico para predecir el estado de tensión-deformación residual alrededor de nódulos en fundiciones dúctiles
Autores: Ruggiero, Andrew; Khademi, Ehsan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Modelo micromecánico
Estado de tensión-deformación residual
Hierro fundido dúctil ferrítico
Análisis de elementos finitos
Desarrollo de deformaciones locales
Comportamiento elasto-plástico viscoso
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 5
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se desarrolló un modelo micromecánico para predecir el estado de tensión-deformación residual que se genera alrededor de los nódulos de un hierro fundido dúctil ferrítico durante la solidificación. Se realizó un análisis de elementos finitos en un elemento de volumen de referencia del material para analizar el desarrollo de la deformación local, habiendo modelado tanto la matriz como el nódulo como cuerpos deformables en contacto. Se asumió que el comportamiento del nódulo era lineal-elástico debido a las bajas tensiones a las que se somete durante el enfriamiento. Por otro lado, se consideró un comportamiento elasto-plástico viscoso para la matriz, considerando tanto los regímenes de fluencia primaria como secundaria. Para compensar la falta de información sobre las propiedades físico-termo-mecánicas de los constituyentes, se integraron los datos disponibles en la literatura con los resultados obtenidos de la metodología CALPHAD aplicada tanto al hierro fundido como al acero que constituye su matriz. El modelo micromecánico fue validado al comparar las deformaciones residuales resultantes con datos experimentales disponibles en la literatura para un hierro fundido dúctil ferrítico. Luego, se utilizó para analizar la correlación entre la historia de solidificación y la respuesta mecánica del hierro fundido en términos de la curva de tensión-deformación uniaxial.
Descripción
En este artículo, se desarrolló un modelo micromecánico para predecir el estado de tensión-deformación residual que se genera alrededor de los nódulos de un hierro fundido dúctil ferrítico durante la solidificación. Se realizó un análisis de elementos finitos en un elemento de volumen de referencia del material para analizar el desarrollo de la deformación local, habiendo modelado tanto la matriz como el nódulo como cuerpos deformables en contacto. Se asumió que el comportamiento del nódulo era lineal-elástico debido a las bajas tensiones a las que se somete durante el enfriamiento. Por otro lado, se consideró un comportamiento elasto-plástico viscoso para la matriz, considerando tanto los regímenes de fluencia primaria como secundaria. Para compensar la falta de información sobre las propiedades físico-termo-mecánicas de los constituyentes, se integraron los datos disponibles en la literatura con los resultados obtenidos de la metodología CALPHAD aplicada tanto al hierro fundido como al acero que constituye su matriz. El modelo micromecánico fue validado al comparar las deformaciones residuales resultantes con datos experimentales disponibles en la literatura para un hierro fundido dúctil ferrítico. Luego, se utilizó para analizar la correlación entre la historia de solidificación y la respuesta mecánica del hierro fundido en términos de la curva de tensión-deformación uniaxial.