Dissertação

{pt_PT=Characterization of Elastic-Plastic Behaviour of AZ31B-F Magnesium Alloy in Multiaxial Fatigue} {} EVALUATED

{pt=As ligas de magnésio apresentam mecanismos de deformação plástica peculiares (“twinning” e “detwinning”) que causam o comportamento anisotrópico do material e limitam o uso em componentes estruturais. Pesquisas recentes indicam que este tipo de deformação plástica resulta da estrutura hexagonal compacta e não podem ser totalmente caracterizados usando as ferramentas típicas usadas em aços. Deste modo, o modelo fenomenológico Hypo-strain (HYPS) foi desenvolvido para capturar o comportamento anisotrópico das ligas de magnésio em fadiga uniaxial e multiaxial. Este estudo tem como objetivo avaliar o modelo fenomenológico Hypo-strain para a liga de magnésio AZ31B-F e implementar o modelo HYPS na sub-rotina externa (UMAT) para ser executada no ABAQUS/ Standard 6.14. O objetivo principal é alcançar uma ferramenta numérica que possa ser utilizada para descrever com precisão o comportamento elásto-plástico cíclico das ligas de magnésio em conjunto com os pacotes de elementos finitos (sub-rotina externa) que poderão ser utilizados por engenheiros em projeto mecânico. Para avaliar o modelo implementado em UMAT, esses resultados foram correlacionados com os ensaios experimentais e com o modelo analítico HYPS. Além disso, as estimativas também foram correlacionadas com o modelo Armstrong-Frederick disponível na biblioteca do ABAQUS / Standard 6.14. Os resultados mostraram que o modelo HYPS foi implementado com sucesso na sub-rotina (UMAT) com uma boa correlação entre os ensaios experimentais e o modelo HYPS. Algumas observações entre os modelos HYPS e Armstrong-Frederick são feitas. , en=Magnesium alloys show peculiar plastic deformation mechanisms (twinning and detwinning) that causes the anisotropic material behaviour and limits the usage in structural components. Recent researches indicate that this type of plastic deformation results from Hexagonal Close-Packed structures and cannot be fully characterized using the typical tools used in steels. Therefore, the phenomenological Hypo-strain (HYPS) model has been developed to capture the anisotropic behaviour of magnesium alloys under uniaxial and multiaxial fatigue. This study aims to evaluate the phenomenological Hypo-strain approach for AZ31B-F magnesium alloy and to implement the HYPS model on an external subroutine (UMAT) to run on ABAQUS/Standard 6.14. The main goal is to reach a numerical tool that can be used to accurately describe the cyclic elastic-plastic behaviour of magnesium alloys in synergy with finite element packages (external subroutine) that can be used for engineers in mechanical design. To evaluate the implemented model in UMAT, these results were correlated with the experiments and with the analytical HYPS approach. Moreover, the estimates were also correlated with the Armstrong-Frederick model available on ABAQUS/Standard 6.14 library. The results have shown that the HYPS model was successful implemented on the subroutine (UMAT) with a good correlation between experimental tests and the HYPS model. Some remarks between the HYPS and Armstrong-Frederick models are drawn.}
{pt=Fadiga multiaxial, Ensaios experimentais, Liga de magnésio AZ31B-F, Modelo Hypo-strain, Plasticidade cíclica, en=Multiaxial fatigue, Experimental results, AZ31B-F magnesium alloy, Hypo-strain model, Cyclic plasticity}

Julho 24, 2018, 15:0

Orientação

ORIENTADOR

Vítor Manuel Rodrigues Anes

Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, Instituto Politécnico de Lisboa

Professor adjunto convidado

ORIENTADOR

Luís Filipe Galrão dos Reis

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado