Avaliação numérica de um modelo de viscoplasticidade com endurecimento dependente da taxa de deformação

• Autor(a) principal: Brezolin, Andrey
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/193163
• topic: Taxa de deformação; Elementos finitos; Viscoplasticidade; High strain-rate; Viscoplasticity; Strain-rate hardening; Finite element method

Neste trabalho foi implementado e avaliado o modelo viscoplástico com endurecimento dependente da taxa de deformação proposto por dos Santos, 2016, sob deformações finitas utilizando o método dos elementos finitos. A implementação foi realizada com o uso das rotinas de usuário presentes no software comercial ABAQUS para a solução global pelos métodos implícito e explícito. Foram criadas rotinas para o problema tridimensional, axissimétrico, estado plano de deformações e estado plano de tensões. Cabe ressaltar que, esse último caso necessitou de uma atenção especial para a imposição das restrições do estado plano de tensões na formulação constitutiva. Para esse fim, foi utilizada a chamada teoria do estado plano de tensões projetado, e desse modo, foram reescritas todas as equações constitutivas. Expressões analíticas foram desenvolvidas para problemas simples, visando verificar todas as rotinas por meio da comparação entre os resultados numéricos obtidos pela implementação em relação as referidas expressões. Além disso, para problemas mais complexos, realizaram-se comparações com soluções de referência encontradas em publicações sobre o tema Por fim, avaliou-se a resposta mecânica obtida em uma aplicação prática de engenharia, a qual trata-se do processo de conformação mecânica a altas velocidades. Nesse processo, segundo a bibliografia, elevadas taxas de deformação são desenvolvidas, motivando a utilização de modelos constitutivos viscoplásticos para a determinação do comportamento mecânico. Levando isso em consideração, a fim de evidenciar a influência da adoção do modelo constitutivo na resposta mecânica, foi realizada a comparação entre o modelo constitutivo adotado neste trabalho e o modelo de Johnson-Cook, o qual é tradicionalmente utilizado em avaliações do processo de conformação a altas velocidades. Apesar de ambos os modelos terem sido calibrados a partir de dados experimentais associados ao mesmo material, foram evidenciadas diferenças substanciais nas comparações. Essas diferenças não são somente em termos de deslocamentos, mas também em relação às tensões, deformações viscoplásticas e variáveis internas.