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Inverse Methodologies for Identifying Constitutive Parameters of Metal Sheets

机译:识别薄板本构参数的逆方法

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摘要

A modelação precisa do comportamento plástico de chapas metálicas é um aspetofundamental a ser considerado na simulação numérica de processos de conformaçãode chapas metálicas. A natureza não-linear do comportamento plástico das chapasmetálicas faz a sua caracterização bastante complexa, dependendo de fatores taiscomo: (i) o modelo constitutivo, usado para descrever o encruamento ecomportamento anisotrópico do material; (ii) os ensaios experimentais realizados,que englobam as geometrias do provete, as condições do ensaio e metodologias deanálise e (iii) a estratégia para a identificação de parâmetros constitutivos.O principal objetivo desta tese é estabelecer uma estratégia de identificaçãoinversa para os parâmetros dos modelos constitutivos, que descrevem ocomportamento plástico de chapas metálicas. Neste contexto, são propostasestratégias inversas para a identificação simultânea de parâmetros de critérios deplasticidade e de leis de encruamento isotrópico, a partir dos resultados de um únicoensaio de tração biaxial em provete cruciforme. A identificação dos parâmetrosconstitutivos baseia-se os seguintes resultados do ensaio cruciforme: (i) a evoluçãoda força durante o ensaio, para ambos os eixos do provete; as distribuições da (ii)deformação equivalente e (iii) das trajetórias de deformação, ao longo dos eixos doprovete, num dado momento do ensaio. O procedimento de otimização para aidentificação de parâmetros constitutivos é realizado numa sequência prédeterminadae usa um algoritmo de otimização baseada no gradiente, o método deLevenberg-Marquardt. Os procedimentos de identificação inversa propostos sãocomparados com duas estratégias adicionais de identificação de parâmetros: umasimples clássica, utilizando os resultados de ensaios mecânicos simples, e umaestratégia inversa de função de custo única, que se serve de uma única função decusto que inclui todos os parâmetros constitutivos e os diferentes tipos de resultadosdo ensaio cruciforme. A abordagem de identificação proposta mostrou sercompetitiva com as duas estratégias. Além disso, estabelece-se uma estratégia para aidentificação inversa de parâmetros de encruamento cinemático a partir dosresultados de um único ensaio de corte com inversão de trajetória, que pode seracoplado com o ensaio cruciforme para uma descrição completa do comportamentoplástico da chapa metálica. As estratégias de identificação foramplaneadas/preparadas e testadas com recurso ao código de elementos finitosDD3IMP, desenvolvido para simular a deformação plástica de chapas metálicas folhasem três dimensões.
机译:钣金塑性行为的精确建模是钣金成形过程数值模拟中要考虑的基本方面。钣金件塑性行为的非线性性质使其特征相当复杂,具体取决于以下因素:(i)用于描述材料的硬化和各向异性行为的本构模型; (ii)进行的实验测试,包括试样的几何形状,测试条件和分析方法;以及(iii)识别本构参数的策略,本论文的主要目的是建立一种对参数进行反向识别的策略。本构模型,描述钣金的塑性行为。在这种情况下,提出了一种反向策略,用于基于十字形试样的单轴双轴拉伸试验结果,同时识别塑性标准和各向同性硬化规律的参数。本构参数的确定基于十字形试验的以下结果:(i)试验过程中试样两个轴上的力的变化;在试验的给定时刻,沿样品轴的(ii)等效变形和(iii)变形轨迹的分布。用于识别本构参数的优化过程按预定顺序执行,并使用基于梯度的优化算法deLevenberg-Marquardt方法。将提议的反向识别程序与两种其他用于识别参数的策略进行了比较:使用简单机械测试的结果的简单策略,以及使用包括所有本构参数的单个成本函数的单个成本函数反向策略。以及十字形测试的不同类型的结果。所提出的识别方法被证明与两种策略都具有竞争力。此外,还建立了一种策略,用于从具有轨迹反转的单次切削测试结果中反向识别运动学硬化参数,可以将其与十字形测试相结合,以完整描述钣金的塑性行为。使用有限元代码D3IMP计划/准备和测试了识别策略,该代码被开发为模拟钣金件在三个维度上的塑性变形。

著录项

  • 作者

    Prates Pedro André Dias;

  • 作者单位
  • 年度 2014
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类

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