Micromechanical modeling of ductile cast iron incorporating damage. Part I: Ferritic ductile cast iron

Bonora, Nicola; Ruggiero, Andrew

doi:10.1016/j.ijsolstr.2004.07.025

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“…However, these authors simulated only the initial regime of yielding but not the coalescence stage. Bonora and Ruggiero [18] modeled the graphite particles also as unbonded and elastic but incorporated the cooling from solidification to room temperature. The different thermal shrinkage of graphite and matrix during cooling leads to compressive stresses at the graphite matrix interface at room temperature.…”

Section: Modeling Of Graphite Particlesmentioning

confidence: 99%

Micromechanisms of fracture in nodular cast iron: From experimental findings towards modeling strategies – A review

Hütter

Zybell

Kuna

2015

Engineering Fracture Mechanics

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Section: Modeling Of Graphite Particlesmentioning

confidence: 99%

Micromechanisms of fracture in nodular cast iron: From experimental findings towards modeling strategies – A review

Hütter

Zybell

Kuna

2015

Engineering Fracture Mechanics

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“…The graphite nodules are modeled as zones with very low Young's modulus [18,21,22,19,25], while the ferritic matrix is considered as an elastoplastic medium with power law hardening…”

Section: Simulationsmentioning

confidence: 99%

“…Upon loading, ductile fracture is caused by nodule/matrix debonding, void growth and coalescence [18,19,20]. Literature data [18,21,22,19] show that the nodules can be modeled as voids since their stress-carrying capacity is very small in tension. Such hypothesis will be made herein.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Experimental-Numerical Validation Framework for Micromechanical Simulations

Buljac

Shakoor

Neggers

et al. 2017

Multiscale Modeling of Heterogeneous Structures

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A combined experimental-numerical framework is presented in order to validate computations at the microscale. It is illustrated for a flat specimen with two holes, which is made of cast iron and imaged via in situ synchrotron laminography at micrometer resolution during a tensile test. The region in the reconstructed volume between the two holes is analyzed via Digital Volume Correlation (DVC) to measure displacement fields. Finite Element (FE) simulations, whose mesh is made consistent with the studied material microstructure, are driven by measured Dirichlet boundary conditions. Damage levels and gray level residuals for DVC measurements and FE simulations are assessed for validation purposes.

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“…La microstruttura della ghisa sferoidale bene si presta ad una schematizzazione secondo la ripetizione di una cella elementare che contenga tutte le informazioni necessarie, poiché i noduli di grafite sono distribuiti abbastanza uniformemente nella matrice, le loro dimensioni non sono troppo dissimili, e la distribuzione delle fasi ha una caratteristica ben distinta (ciascun nodulo è incapsulato dalla fase ferritica). Diversi lavori sono reperibili in letteratura sull'utilizzo di celle unitarie per lo studio e la previsione del comportamento meccanico della ghisa nodulare, inerenti le proprietà elastiche, la simulazione del danneggiamento, o l'effetto della presenza di tensioni termiche, [31][32][33][34]. In un lavoro del presente autore [35] si è presentato un modello a cella unitaria della ghisa nodulare, mostrato in Fig.…”

Section: Alcune Applicazioniunclassified

La modellazione microstrutturale di materiali a struttura eterogenea: princìpi ed applicazioni

Collini

2010

Frattura Ed Integrità Strutturale

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sono facilmente risolvibili con gli approcci tradizionali. Oltre allo studio delle proprietà effettive dei solidi eterogenei, vi è la crescente necessità di incorporare un maggiore numero di informazioni sui meccanismi di deformazione e danneggiamento generati alla microscala, anche per i materiali abitualmente considerati omogenei. Micromeccanismi di cavitazione e concentrazioni locali di tensione e deformazione, sono indispensabili per spiegare fenomeni non-lineari come la rottura di fatica o il cedimento duttile, altrimenti non inquadrabili con approcci classici di tensioni e deformazioni medie. La micromeccanica si occupa della determinazione precisa, o di una stima accurata, di grandezze di campo microstrutturali locali. In questo lavoro sono illustrati i princìpi che sono alla base dell'approccio micromeccanico, come i concetti di multiscala, di distribuzione statistica delle fasi, di descrizione mediante volumi di riferimento e di omogeneizzazione e localizzazione, e, attraverso alcune applicazioni pratiche delle principali tecniche di modellazione, sono illustrati e discussi criticamente i risultati della ricerca effettuata su varie strutture di ghisa nodulare. ABSTRACT.There are many problems in Solid Mechanics, Physics of Solids and Materials Science that can not been solved using conventional approaches. Besides the effective properties of non-homogeneous bodies, there is an increasing need for incorporating more physical information about small-scale mechanisms of deformation and damage into phenomenological models of plasticity and rupture of materials which are usually considered homogeneous. Cavitation, local stress or strain concentrations at small scale are essential to explain nonlinear phenomena, such as fatigue or ductile rupture, which are not understandable from the simple point of view of average stresses or strains. Precise determination or accurate estimation of local fields is the domain of micromechanics. This work treats the basic concepts of the micromechanics in a simple way, with some practical suggestion on the most commonly used modelling techniques and some applications made by the author on various nodular cast iron microstructures. KEYWORDS.Modellazione micromeccanica; Materiali a struttura eterogenea; Compositi; Comportamento elasto-plastico. INTRODUZIONE ALLA MECCANICA DEI MATERIALI MICROSTRUTTURATIMateriali microstrutturati e concetto di scala di osservazione a Micro-e Meso-Meccanica del Continuo è una branca relativamente giovane della Meccanica dei Materiali, che studia il comportamento meccanico dei materiali a livello microstrutturale. Molti dei materiali di interesse industriale ed ingegneristico, e la maggior parte dei materiali "naturali", presentano una struttura eterogenea, formata cioè da più costituenti o "fasi", distinguibili ad una certa (ridotta) scala di osservazione. In altre parole, ciò che al L

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Micromechanical modeling of ductile cast iron incorporating damage. Part I: Ferritic ductile cast iron

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Micromechanisms of fracture in nodular cast iron: From experimental findings towards modeling strategies – A review

Micromechanisms of fracture in nodular cast iron: From experimental findings towards modeling strategies – A review

Experimental-Numerical Validation Framework for Micromechanical Simulations

La modellazione microstrutturale di materiali a struttura eterogenea: princìpi ed applicazioni

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