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Non-iterative determination of the parameters for the Gurson model from two standard tests

Iterationslose Bestimmung der Parameter des Gurson-Modells aus zwei genormten Versuchen

  • The damage mechanics model of Gurson has been successfully applied in research for many years to simulate ductile failure mechanism and crack propagation. The determination of the large number of material parameters has turned out to be a problem, particularly with regard to broad application. In this respect, various approaches have been pursued in the literature in order to determine the parameters from a certain number of more or less complex experiments, mostly through iterative FE simulations. The authors had carried out sensitivity studies in a series of investigations and proposed a procedure to determine the parameters only from a tensile test and a standardized fracture mechanics test. This procedure has been further simplified by providing diagrams, from which the parameters of the Gurson model can be obtained without iteration and exclusively using the experimental data of two standardized tests mentioned above. In this article, this procedure is applied for various materials and the prediction quality is checked.
  • Das schädigungsmechanische Modell nach Gurson wird seit vielen Jahren in der Forschung erfolgreich für die Simulation des duktilen Versagensmechanismus und der anschließenden Rissausbreitung eingesetzt. Als Schwierigkeit, insbesondere im Hinblick auf eine breite Anwendung, hat sich dabei die Bestimmung der großen Anzahl von Materialparametern herausgestellt. Diesbezüglich wurden im Schrifttum verschiedenste Ansätze verfolgt, um die Parameter aus einer gewissen Anzahl von mehr oder minder aufwändigen Experimenten zu bestimmen, meist iterativ in einer Schleife aus FEM-Simulationen. Die Autoren hatten in einer Reihe von Untersuchungen Sensitivitätsstudien durchgeführt und eine Prozedur vorgeschlagen, um die Parameter ausschließlich aus dem Zugversuch und einem genormten Bruchmechanikversuch zu bestimmen. Dieses Vorgehen wurde weiter vereinfacht, indem Diagramme bereitgestellt werden, aus welchen die Parameter des Gurson-Modells ohne Iteration und ausschließlich unter Verwendung der Daten der beiden genannten genormten VersucheDas schädigungsmechanische Modell nach Gurson wird seit vielen Jahren in der Forschung erfolgreich für die Simulation des duktilen Versagensmechanismus und der anschließenden Rissausbreitung eingesetzt. Als Schwierigkeit, insbesondere im Hinblick auf eine breite Anwendung, hat sich dabei die Bestimmung der großen Anzahl von Materialparametern herausgestellt. Diesbezüglich wurden im Schrifttum verschiedenste Ansätze verfolgt, um die Parameter aus einer gewissen Anzahl von mehr oder minder aufwändigen Experimenten zu bestimmen, meist iterativ in einer Schleife aus FEM-Simulationen. Die Autoren hatten in einer Reihe von Untersuchungen Sensitivitätsstudien durchgeführt und eine Prozedur vorgeschlagen, um die Parameter ausschließlich aus dem Zugversuch und einem genormten Bruchmechanikversuch zu bestimmen. Dieses Vorgehen wurde weiter vereinfacht, indem Diagramme bereitgestellt werden, aus welchen die Parameter des Gurson-Modells ohne Iteration und ausschließlich unter Verwendung der Daten der beiden genannten genormten Versuche abgelesen werden können. Diese Prozedur wird im vorliegenden Beitrag für verschiedene Werkstoffe evaluiert und die Vorhersagequalität überprüft.show moreshow less

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Metadaten
Author: Dinh Rinh Pham, Omar El KhatibORCiD, Andreas SeupelORCiD, Geralf HütterORCiD, Bjoern KieferORCiD
DOI:https://doi.org/10.48447/BR-2022-005
Title of the source (English):54. Tagung des Arbeitskreises Bruchmechanik und Bauteilsicherheit: Bruchmechanische Werkstoff- und Bauteilbewertung: Beanspruchungsanalyse, Prüfmethoden und Anwendungen
Publisher:DVM e.V.
Place of publication:Berlin
Editor: Michael Vormwald
Document Type:Conference publication peer-reviewed
Language:English
Year of publication:2022
Contributing Corporation:Deutscher Verband für Materialforschung und Prüfung e.V.
Tag:Anwendung; GTN-Modell; Kalibrierungsprozedur; Schädigungsmechanik
GTN-Model; application; calibration procedure; damage mechanics
Volume/Year:2022
Issue number:254
First Page:43
Last Page:52
Faculty/Chair:Fakultät 6 Architektur, Bauingenieurwesen und Stadtplanung / FG Baumechanik und Numerische Methoden
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