The numerical modeling of failure of S235JR steel using Gurson-Tvergaard-Needleman material model

Paweł Kossakowski

doi:10.7409/rabdim.012.003

Opublikowane: 2012-04-01

Tom 11 Nr 4 (2012)

Numeryczne modelowanie zniszczenia stali S235JR z zastosowaniem modelu materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana

Paweł Kossakowski

Dział: Artykuły

https://doi.org/10.7409/rabdim.012.003

Abstrakt

W artykule przedstawiono założenia modelu materiału porowatego Gursona-Tvergaarda-Needlemana (GTN) będącego obecnie jednym z podstawowych modeli zniszczenia stosowanych w analizach nośności metalowych konstrukcji inżynierskich. Podano praktyczne informacje na temat doboru parametrów materiałowych GTN oraz prowadzenia obliczeń numerycznych w odniesieniu do stali konstrukcyjnych stosowanych w budownictwie i mostownictwie. Przedstawiono przykład numerycznej symulacji zniszczenia elementu rozciąganego wykonanego ze stali S235JR, przeprowadzonej w oparciu o model GTN. Opisano procedurę obliczeniową, wyznaczone parametry mikrostruktury GTN oraz uzyskane wyniki. Zakres symulacji obejmował analizę wytrzymałościową dokonaną w powiązaniu z badaniami wzrostu mikrouszkodzeń zachodzącego w trakcie procesu uplastyczniania materiału. W efekcie przeprowadzonych badań wyznaczono krytyczny udział objętościowy pustek, który może stanowić kryterium mikrostrukturalne odpowiadające przewidywanemu momentowi zniszczenia stali S235JR.

Słowa kluczowe:

GTN, model materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana, most, stal S235JR, zniszczenie

Podobne artykuły

Mieczysław Rybak, Marian Skawiński, Obliczeniowe wyznaczanie przejezdności 14-osiowych przyczep niskopodwoziowych po mostach projektowanych według różnych norm , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 2 Nr 1 (2003)
Karolina Pełczyńska, Marcin Gajewski, Przegląd wybranych kryteriów zmęczeniowych warstw związanych spoiwami hydraulicznymi w nawierzchniach drogowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 17 Nr 3 (2018)
Leszek Korusiewicz, Weryfikacja metody szacowania momentów zginających w obiektach gruntowo-powłokowych na podstawie deformacji powłoki , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 15 Nr 3 (2016)
Tomasz Kula, Leszek Rafalski, Identyfikacja liczby pojazdów przeciążonych na podstawie danych z wybranych preselekcyjnych stacji ważenia pojazdów w ruchu , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 20 Nr 3 (2021)
Czesław Machelski, Robert Toczkiewicz, Efekty reologiczne w belkach zespolonych z dwuwarstwową płytą pomostową , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 6 Nr 1 (2007)
Czesław Machelski, Bernard Michalski, Odkształcenia mostowych konstrukcji gruntowo-powłokowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 4 Nr 2 (2005)
Lesław Kwaśniewski, Analiza dynamiczna oddziaływania ruchomego koła na pokrywę studni kablowej , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 9 Nr 1 (2010)
Lucjan Janas, Władysław Łakota, Analiza możliwości ograniczenia hałasu w otoczeniu wiaduktu i linii kolejowej , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 4 Nr 2 (2005)
Marcin Gajewski, Renata Horodecka, Wojciech Bańkowski, Aleksandra Grzegórska, Maciej Kłopociński, Ocena wpływu dodatków z przetworzonych tworzyw sztucznych na właściwości asfaltów drogowych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 22 Nr 3 (2023)
Damian Bęben, Zbigniew Mańko, Badania dynamiczne mostu powłokowo-gruntowego z blach falistych , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 7 Nr 1-2 (2008)

<< < 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 > >>

Możesz również Rozpocznij zaawansowane wyszukiwanie podobieństw dla tego artykułu.

Inne teksty tego samego autora

Paweł Kossakowski, Zagadnienia nośności stalowych mostów kolejowych poddanych wieloletniej eksploatacji w ujęciu norm Eurokod , Roads and Bridges - Drogi i Mosty: Tom 13 Nr 2 (2014)

Pobierz pliki

PDF

Zasady cytowania

Kossakowski, P. (2012). Numeryczne modelowanie zniszczenia stali S235JR z zastosowaniem modelu materiału Gursona-Tvergaarda-Needlemana. Roads and Bridges - Drogi I Mosty, 11(4), 295–310. https://doi.org/10.7409/rabdim.012.003

Cited by / Share

Bibliografia

Cotrell A.H.: Własności mechaniczne materii. PWN, Warszawa, 1970
Google Scholar

Gurson A.L.: Continuum theory of ductile rupture by void nucleation and growth. Part I – Yield criteria and flow rules for porous ductile media. Journal of Engineering Materials and Technology, Transactions of the ASME, 99, 1, 1977, 2 - 15
Google Scholar

Tvergaard V.: Influence of voids on shear band instabilities under plane strain conditions. International Journal of Fracture, 17, 4, 1981, 389 - 407
Google Scholar

Tvergaard V., Needleman A.: Analysis of the cup-cone fracture in a round tensile bar. Acta Metallurgica, 32, 1, 1984, 157 - 169
Google Scholar

PN-EN 1993-1-1:2006 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków
Google Scholar

PN-EN 1993-2:2010 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 2: Mosty stalowe
Google Scholar

PN-EN 1993-1-10:2007 Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych – Część 1-10: Dobór stali ze względu na odporność na kruche pękanie i ciągliwość międzywarstwową
Google Scholar

Sedlacek G., Feldmann M., Kühn B., Tschickardt D., Höhler S., Müller C., Hensen W., Stranghöner N., Dahl W., Langenberg P., Münstermann S., Brozetti J., Raoul J., Pope R., Bijlaard F.: Commentary and worked examples to EN 1993-1-10 “Material toughness and through thickness properties” and other toughness oriented rules in EN 1993. JRC Scientific and Technical Reports, European Commission Joint Research Centre, Luxemburg, 2008
Google Scholar

Kossakowski P.G.: An analysis of the load-carrying capacity of elements subjected to complex stress states with a focus on the microstructural failure. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 10, 2, 2010, 15 - 39
Google Scholar

Kossakowski P.G., Trąmpczyński W.: Numeryczna symulacja zniszczenia stali S235JR z uwzględnieniem wpływu uszkodzeń mikrostrukturalnych. Przegląd Mechaniczny, 70, 4, 2011, 15 - 22
Google Scholar

Kossakowski P.G.: Simulation of ductile fracture of S235JR steel using computational cells with microstructurally-based length scales. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 50, 2, 2012, 589 - 607
Google Scholar

Tvergaard V.: Material failure by void growth to coalescence. Advances in Applied Mechanics, 27, New York 1990, 83 - 151
Google Scholar

Nahshon K., Hutchinson J.W.: Modification of the Gurson Model for shear failure. European Journal of Mechanics - A/Solids, 27, 1, 2008, 1 - 17
Google Scholar

Faleskog J., Gao X., Shih C.F.: Cell model for nonlinear fracture analysis - I. Micromechanics calibration. International Journal of Fracture, 89, 4, 1998, 355 - 373
Google Scholar

Richelsen A.B., Tvergaard V.: Dilatant plasticity or upper bound estimates for porous ductile solids. Acta Metallurgica et Materialia, 42, 8, 1994, 2561 - 2577
Google Scholar

Zhang Z.L., Thaulow C., Řdegĺrd J.: A Complete Gurson model approach for ductile fracture. Engineering Fracture Mechanics, 67, 2, 2000, 155 - 168
Google Scholar

Xia L., Shih C.F.: Ductile crack growth - I. A numerical study using computational cells with microstructurally-based length scales. Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 43, 2, 1995, 233 - 259
Google Scholar

PN-EN 10002-1:2004 Metale - Próba rozciągania - Część 1: Metoda badania w temperaturze otoczenia
Google Scholar

Określenie struktury materiałów (pobranych z konstrukcji), analiza porównawcza z parametrami stali wzorcowej, Raport z badań w ramach projektu nr R04 007 01, Politechnika Warszawska, Warszawa, 2008
Google Scholar