Modélisation des matériaux des métaux à Abaqus

Peut-être que les matériaux d'ingénierie les plus courants et pourtant les plus importants sont les alliages métalliques. Les alliages métalliques sont utilisés dans des objets allant des gratte-ciel aux appareils électroniques miniatures. On demande souvent aux ingénieurs d'évaluer, par simulation, la résistance et la durabilité de ces structures. Les modèles de matériaux sont des composants clés de ces simulations. Par conséquent, les ingénieurs doivent comprendre quels modèles de matériaux sont utilisés pour les métaux et comment ces modèles de matériaux sont définis.

Le produit Abaqus Unified FEA possède de puissantes capacités de modélisation des matériaux. Il contient des modèles de matériaux pour la plasticité du métal, le fluage, les dommages, etc. Bien sûr, Abaqus contient des modèles de matériaux pour d'autres types de matériaux comme le caoutchouc, le béton, les sols, etc., mais ce sont des sujets pour un autre jour.

Les utilisateurs d'Abaqus doivent savoir quels modèles sont les plus appropriés pour leurs applications. Les définitions de plasticité qui sont appropriées pour des scénarios de chargement monotones simples peuvent être de peu d'utilité pour des scénarios de chargement cycliques plus compliqués. Le modèle de matériau peut changer si l'application change même si le matériau lui-même est le même.

La plupart des utilisateurs d'Abaqus ont rencontré des modèles de matériaux plus simples comme l'élasticité linéaire et la plasticité à durcissement isotrope. Ils ne savent peut-être pas que même les modèles de base ont des fonctionnalités avancées telles que la dépendance à la température et à la vitesse. Les modèles de matériaux pour les comportements avancés des matériaux observés sous chargement cyclique ou sous chargement extrême seront moins familiers. Abaqus contient des modèles de matériaux capables de prédire un comportement réaliste pour l'application répétée de contraintes. Abaqus propose une modélisation des dommages pour simuler la séparation des matériaux dans des conditions extrêmes.

Découvrir quels modèles de matériaux sont disponibles pour une application n'est qu'un début. Les modèles de matériaux sont paramétriques et les ingénieurs de simulation seront confrontés à la tâche de définir les paramètres afin que le modèle de matériau soit spécifique à leurs besoins. Ils ont besoin de savoir comment les paramètres sont définis et ils ont besoin de connaître les pièges de l'utilisation de valeurs de paramètres incorrectes. Les données de test bruyantes pour une courbe de durcissement plastique doivent être traitées et lissées. Une courbe de durcissement non monotone sera problématique.

La tâche de définir même les modèles de matériaux métalliques les plus élémentaires peut être compliquée par un manque d'informations. La limite d'élasticité pour un alliage métallique peut être donnée comme une valeur de décalage de 2% dans les références. Est-ce la valeur appropriée pour la limite d'élasticité dans une définition de la plasticité Abaqus ? Si non, pourquoi pas et comment définir un modèle de matériau approprié sans la limite d'élasticité correcte ? Les données d'essai uniaxial sont couramment utilisées pour définir la plasticité du métal, mais la déformation plastique dans les simulations dépasse souvent la déformation plastique au début de la striction. Comment les définitions de la plasticité peuvent-elles être étendues au-delà de la gamme des données disponibles ?

Une description complète de la modélisation des matériaux pour les alliages métalliques ne rentrera pas dans le cadre d'un e-séminaire. Il n'est pas non plus possible de répondre complètement à chaque question. Heureusement, de nombreuses ressources sont disponibles pour les utilisateurs du logiciel SIMULIA. La communauté SIMULIA est un bon point de départ pour ceux qui recherchent des informations supplémentaires sur la modélisation des matériaux et SIMULIA en général. La base de connaissances de Dassault Systèmes contient de nombreuses entrées utiles, et des cours de formation sont également disponibles.

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