Brudd i duktile materialer: eksperimenter og simulering

Abstract

I denne masteroppgaven er 5 ulike bruddkriterier for duktilt brudd kalibrert og vurdert.

Oppgaven omfatter et litteraturstudie om brudd i duktile materialer, materialtester, numeriske analyser i LSDYNA for bestemmelse av bruddegenskaper og til slutt kalibrering og evaluering av bruddkriteriene.

Litteraturstudiet består av et innledende kapittel om mekanismer og analysemetoder for duktilt brudd, så et kapittel om plastisitetsteori som danner grunnlaget for det påfølgende kapittelet om bruddmodellene.

Det er gjennomført materialtester av et tofaset høyfast stål av typen Docol 600DL og det er etablert komplette forsøksdata for materialet. Det er gjennomført strekktester, skjærtester, plan tøyning tester og Arcan-tester. Under materialtestene er det brukt Digital Image Correlating (DIC) for å bestemme bruddtøyningen lokalt.

Ikke-lineære analyser i LS-DYNA er utført og korrelasjonsnivået med materialtestene er relativt godt. Fra de numeriske analysene er bruddtøyningen og spenningstriaksialiteten lokalt i spenningsfeltet bestemt.

Bruddkriteriene er plottet i et diagram med bruddtøyningen som funksjon av spenningstriaksialiteten og følgende bruddkriterier er kalibrert og vurdert for materialet: Cockcroft-Latham, Konstant effektivtøyning, Johnson-Cook, Maksimal skjærspenning og Fracture Forming Limit Diagram.