17 października 2018


Statyczna próba rozciągania jest podstawową i najbardziej rozpowszechnioną próbą w badaniach własności mechanicznych, która umożliwia wyznaczenie szeregu wskaźników charakteryzujących różnorodne własności materiału, w odniesieniu do zastosowanych parametrów procesu, warunków budowy i procesów wykończeniowych.

Mateusz Oliwa, Aleksander Banaś, Radosław Wojtuszewski

W artykule zaprezentowano metodologię kalibracji parametrów modelu materiałowego Johnsona-Cooka na przykładzie stopu tytanu, wytworzonego w technologii stapiania wiązką elektronów, z wykorzystaniem narzędzi symulacji komputerowej. Celem badań było wyznaczenie podstawowych charakterystyk mechanicznych próbek tytanowych, przeprowadzenie symulacji numerycznej statycznej próby rozciągania próbki oraz znalezienie wartości parametrów modelu materiałowego, tak aby krzywa rozciągania z symulacji korelowała się z krzywą eksperymentalną. Do przeprowadzenia analizy numerycznej wykorzystano solver RADIOSS firmy HyperWorks. W pracy przedstawiono wyniki badań przestrzeni projektowej Design of Experiment optymalizacji i dopasowywania własności materiałowych tytanowej próbki. Dzięki otrzymanym rezultatom można bez obaw stosować model materiałowy w dowolnych symulacjach strukturalnych na prawdziwych konstrukcjach, co pozwala na usprawnienie i optymalizację procesu projektowania poprzez redukcję jego czasu i ograniczenie kosztów.
Statyczna próba rozciągania
Podstawowe charakterystyki mechaniczne próbek wykonanych w technologii EBM zostały wyznaczone w ramach statycznej próby rozciągania, zgodnie z normą PN-EN ISO 6892-1:2009, na maszynie wytrzymałościowej INSTRON 3384 [1, 2].
Do analizy porównawczej wybrane zostały następujące parametry:

  • wytrzymałość na rozciąganie Rm
  • umowna granica plastyczności Rp0,2
  • wydłużenie całkowite A
  • moduł Younga E

Charakterystyka próbek
Kształt i wymiary wytworzonych próbek zostały opracowane w oparciu o normę ASTM E8/E8M-11 dla próbek okrągłych, które przedstawiono na rysunku 1.

kalibracja modelu materialowego
Rys. 1 Kształt i wymiary próbki do próby rozciągania wg ASTM E8/E8M-11

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 9 (132) wrzesień 2018