Abstrakti
Edistyneet erittäin lujat teräkset (AHSS) on kehitetty erinomaisilla ominaisuuksilla laajoihin sovelluksiin autoteollisuudessa. Näistä kaksoisfaasiteräkset (DP-teräkset) ja karkaisun ja jakautumisen teräkset (QP-teräkset), jotka edustavat kehityksen ensimmäistä ja kolmatta sukupolvea, herättävät suurta kiinnostusta. Vaikka näillä materiaaleilla on parannetun lujuuden etuja, niiden muovattavuus muodostusprosesseissa, erityisesti voimakkaasti deformaation kokeneilla paikallisalueilla, muuttuu arvaamattomaksi. AHSS on alttiimpi reunamurtumille kuin perinteiset pehmeät teräkset, mikä johtuu paitsi vähentyneestä venyvyydestä myös erityisestä paikallisesta murtumakäyttäytymisestä. AHSS:n reunamurtumakäyttäytymisen syvällisempi ymmärtäminen edellyttää karakterisointimenetelmän löytämistä, joka tarkasti kuvaa murtumavauriota. Tutkimuksen tavoitteena on ennustaa reunamurtumia tarkasti huomioimalla usein laiminlyötyjä tekijöitä, kuten anisotropian kehitys, paikallinen plastinen lokalisaatio ja jännitystilariippuvainen murtumakäyttäytyminen. Tavoitteen saavuttamiseksi käytetään yhdistelmää kokeellisia ja numeerisia lähestymistapoja. Ensinnäkin suoritettiin joukko vetokokeita, joissa käytettiin erilaisia geometrioita ja kuormitussuuntia, DP- ja QP-terästen anisotrooppisten murtumaominaisuuksien karakterisoimiseksi. Seuraavaksi suoritettiin reiän laajennuskokeita (HET) reunamuovattavuuden arvioimiseksi sekä sileillä että leikatuilla reunoilla. Klassisen murtumakäyttäytymisen jännitystilariippuvuuden lisäksi tarkastelun keskiössä on anisotrooppinen käyttäytyminen sekä plastisuuden että murtuman osalta. Muuttuva ei-assosioitu Hill48-malli (enHill48) sovellettiin kuvaamaan anisotrooppista plastisuutta, kun taas anisotrooppiset murtumamallit kehitettiin kuvaamaan murtumakäyttäytymistä. Tutkimuksen uutuusarvo piilee siinä, että tutkituissa DP-teräksissä reunamurtumat johtuvat pääasiassa anisotropian aiheuttamasta muodonmuutoksen paikallistumisesta. Sen sijaan tutkituissa QP-teräksissä reunamurtumat ovat vähemmän herkkiä anisotrooppiselle plastisuudelle, mutta ne riippuvat vahvasti anisotrooppisesta murtumakäyttäytymisestä ja jännitystriaxialiteetista, joita hallitsevat murtumarajat. Osittain anisotrooppinen murtumamalli osoittautui tehokkaaksi DP-teräkselle anisotrooppisen plastisuuden ja lokalisaation kuvaamisessa, mutta sen kyky kuvata tarkasti murtumadominoitua paikallista muovattavuutta QP-teräksessä on rajallinen. Näin ollen QP-teräkselle ehdotetaan täysin anisotrooppista mallia, joka perustuu plastisten muodonmuutosten lineaariseen transformaatioon vaurion aloituskriteerissä. Tämä malli validoidaan sekä anisotrooppisen murtumakäyttäytymisen että reunamuovattavuuden osalta, ja sen ennustetarkkuus on parantunut. Havainnot korostavat anisotropian keskeistä roolia reunamurtumien arvioinnissa, mikä ei ainoastaan paranna mallinnuksen tarkkuutta vaan myös esittelee suunnittelukonseptin materiaalien reunamuovattavuuden parantamiseksi.
Julkaisun otsikon käännös | Anisotropian vaikutus edistyneiden erittäin lujaan teräksen reunamurtumaan |
---|---|
Alkuperäiskieli | Englanti |
Pätevyys | Tohtorintutkinto |
Myöntävä instituutio |
|
Valvoja/neuvonantaja |
|
Kustantaja | |
Painoksen ISBN | 978-952-64-2205-3 |
Sähköinen ISBN | 978-952-64-2206-0 |
Tila | Julkaistu - 2024 |
OKM-julkaisutyyppi | G5 Artikkeliväitöskirja |
Tutkimusalat
- reunamurtuma
- anisotropia
- paikallinen muovattavuus
- sitkeä murtuma
- edistyneet erittäin lujat teräkset
- karkaisun ja jakautumisen teräs
- kaksoisfaasiteräs
Sormenjälki
Sukella tutkimusaiheisiin 'Anisotropian vaikutus edistyneiden erittäin lujaan teräksen reunamurtumaan'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.Laitteet
-
i3 – Industry Innovation Infrastructure
Sainio, P. (Manager)
Insinööritieteiden korkeakouluLaitteistot/tilat: Facility