Aspects of ductile failure prediction of interstitial‐free steel based on a Gurson‐type damage model. Issue 5 (13th May 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Bressan, C.Z.; Vaz, M.
• Is Part Of: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. Volume 51:Issue 5(2020:May)
• Page Start: 558
• Page End: 568
• Publication Date: 2020-05-13
• Subjects: Interstitial-free steel -- ductile fracture -- Gurson damage -- computational plasticity; Interstitialfreier Stahl -- duktiler Bruch -- Schädigung nach Gurson -- computergestützte Plastizität; Materials -- Periodicals; Materials -- Testing -- Periodicals; 620.1
• DOI: 10.1002/mawe.202000026
• Languages: English
• ISSNs: 0933-5137

Abstract

Abstract: Numerical simulation of manufacturing processes has been gaining widespread attention owing to importance in the development of new products and components. In a parallel path, there has been a substantial development of steels with improved mechanical characteristics, such as the interstitial‐free (IF) steel. The present work is inserted within this context and introduces application of a micromechanical modelling approach to an interstitial‐free steel based on a Gurson‐type constitutive model with the objective of assessing the evolution of mechanical degradation and failure prediction in fracture‐free materials. The inelastic material parameters were obtained from tensile tests of cylindrical specimens. Evolution of the mechanical degradation, represented by a micromechanical damage measure, is discussed based on three‐point bend tests. Abstract : Ductile failure prediction of fracture‐free materials using a Gurson‐type constitutive model is discussed. Characterization of ductile fracture and identification of hardening and damage parameters were based on tensile tests of cylindrical specimens. A three‐point bend test associated to specimens with a blunt notch was utilized to assess damage progression and failure onset. Translation abstract: Die numerische Simulation von Herstellungsprozessen hat aufgrund der Bedeutung bei der Entwicklung neuer Produkte und Komponenten breite Beachtung gefunden. Parallel dazu haben sich Stähle mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, wie z. B. interstitialfreier Stahl (IF‐Stahl), erheblich weiterentwickelt. Die vorliegende Arbeit ordnet sich in diesen Kontext ein. Die Anwendung eines mikromechanischen Modellierungsansatzes auf einen interstitialfreien Stahl, die auf einem konstitutiven Modell vom Gurson‐Typ basiert, wird vorgestellt. Ziel ist hierbei, die Entwicklung der mechanischen Degradation und die Versagensvorhersage in bruchfreien Werkstoffen zu bewerten. Die inelastischen Werkstoffparameter wurden aus Zugversuchen an zylindrischen Probekörpern ermittelt. Die Entwicklung der mechanischen Schädigung, dargestellt durch ein mikromechanisches Schadensmaß, wird anhand von Dreipunkt‐Biegetests diskutiert.