Modeling of axisymmetric deformation processes with taking into account the metal microstructure
Моделирование процессов осесимметричного деформирования с учетом микроструктуры металла

Dmitrii Vyacheslavovich Konstantinov, Krzysztof . Bzowski, Alexey Georgievich Korchunov, Maciej . Pietrzyk
2015 Компьютерные исследования и моделирование  
Получено 21 марта 2015 г., после доработки 22 мая 2015 г. В статье описано современное состояние вопроса компьютерного моделирования процессов обработки металлов давлением, выделены основные проблемные моменты традиционных методов. Описан метод, позволяющий прогнозировать распределение деформации в объеме деформируемого металла с учетом поведенческих особенностей микроструктуры под воздействием деформационной нагрузки. Представлен способ оптимизации ресурсоемкости мультимасштабных моделей
more » ... абных моделей посредством использования статистически эквивалентного репрезентативного объема (SSRVE) микроструктуры. Разработанные методы моделирования апробированы на процессе однократного волочения прутка круглого сечения из стали марки 20. В ходе сравнительного анализа моделей макро-и микроуровней были выявлены различия в количественных показателях напряженно-деформированного состояния (НДС) и их локальном распределении по объему. Микроуровневая модель также позволила обнаружить отсутствующие на макроуровне сжимающие напряжения. Применение концепции SSRVE многократно снизило расчетное время модели при сохранении общей точности. Ключевые слова: мультимасштабное моделирование, волочение, статистически эквивалентный репрезентативный объем, микроструктура, напряженно-деформированное состояние Abstract. -The article describes the state of the art computer simulation in the field of metal forming processes, the main problem points of traditional methods were identified. The method, that allows to predict the deformation distribution in the volume of deformable metal with taking into account of microstructure behavioral characteristics in deformation load conditions, was described. The method for optimizing computational resources of multiscale models by using statistical similar representative volume elements (SSRVE) was presented. The modeling methods were tested on the process of single pass drawing of round rod from steel grade 20. In a comparative analysis of macro and micro levels models differences in quantitative terms of the stress-strain state and their local distribution have been identified. Microlevel model also allowed to detect the compressive stresses and strains, which were absent at the macro level model. Applying the SSRVE concept repeatedly lowered the calculation time of the model while maintaining the overall accuracy.
doi:10.20537/2076-7633-2015-7-4-897-908 fatcat:kjx2x7q6sjebpae72y2l4k5bf4