Komputerowa optymalizacja konstrukcji odlewu pod względem wytrzymałościowym Zadanie nr 2 Wykorzystanie wykresów z statycznej próby rozciągania do wyznaczenia odkształceń plastycznych w sąsiedztwie otworu (karbu) Cel: Zapoznanie studentów z opracowaniem wyników doświadczalnych z próby rozciągania, definiowanie nieliniowych właściwości materiału – stal, żeliwo.
Płyta o wymiarach 100 mm x 100 mm x 5 mm, z centralnie umieszczonym otworem o średnicy 20 mm jest równomiernie rozciągana siłą, która na krawędziach płyty powoduje powstanie naprężenia p =1350 MPa. Płyta wykonana jest ze stali x20Cr13. W wyniku przeprowadzonej próby statycznego rozciągania tego typu stali otrzymano wykres przedstawiony na rysunku 1A. 1. Należy odpowiednio zinterpretować uzyskane dane z wykresu rozciągania 2. Wykonać odpowiedni model numeryczny oraz wyznaczyć wartości tensora odkształceń i naprężeń w płycie ze stali x20Cr13, oraz naprężenie zredukowane HMH 3. Wielkości naprężenia w sąsiedztwie otworu porównać z rozwiązaniem teoretycznym
Rys.1 Adaptacja krzywej rozciągania stali do obliczeń metodą MES STAL x20Cr13 E= 800[MPa] / 0.0041=195122 MPa 1A 0 800 0,011336 831 0,015775 1161 0,023228 1346 0,03679 1444 0,079005 1528 0,129184 1522 0,164497 1343 Rys.1 Adaptacja krzywej rozciągania stali do obliczeń metodą MES
P = 1350 MPa 100 F20 5 10(5BIAS)NL 5 P = 1350 MPa Rys. 3 Model geometryczny płyty Rys. 2 Rysunek rozciąganej płyty z otworem
Naprężenie Odkształcenie Funkcja odkształcenie plastyczne – naprężenie w formie tablicy danych 800 0. 831 0.011 1161 0.016 1346 0.023 1444 0.037 1528 0.079 1522 0.129 1343 0.164 Naprężenie Odkształcenie
Minimum teorii Zależności wiążące odkształcenie rzeczywiste i nominalne
Zależności wiążące naprężenie rzeczywiste i nominalne