Zusammenfassung
In der Vergangenheit wurden zahlreiche Fließbedingungen für das Verdichten von pulvermetallurgischen (PM) Werkstoffen entwickelt. Die meisten dieser Modelle basieren auf einem modifizierten "von Mises"-Ansatz. In der vorliegenden Arbeit werden unterschiedliche Fließbedingungen (Shima & Oyane, Kuhn & Downey, Gurson, Gurson-Tvergaard und Doraivelu) in das Finite-Elemente (FE)-Programm Deform3D™ implementiert und untereinander verglichen. Die berechneten Werte werden mit Zylinderstauchversuchen mit unterschiedlicher Spannungstriaxialität verglichen. Durch die Überprüfung der FE-Rechnung anhand der Versuchsdaten wird gezeigt, dass unter den betrachteten Materialgesetzen das Modell nach Gurson-Tvergaard mit dichteabhängigen Parametern die Verdichtung von PM-Materialien am besten beschreibt.
Summary
To determine the initiation of yielding and compaction of metal powder components, various different yield models have been proposed. Most of these models are based on a modified "von Mises" criterion. To obtain sufficient results from the Finite Element (FE) calculation of the compression process of PM parts, advanced material models (Shima & Oyane, Kuhn & Downey, Gurson, Gurson-Tvergaard and Doraivelu) have been implemented into the FE code Deform3D™. The calibration of these models is done by cylindrical compression tests with different stress triaxiality. The results of these tests show that the conformity between the calculated results based on the material model of Gurson-Tvergaard with density dependent parameters show a better fit than the results of the other investigated yield functions.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Literaturverzeichnis
Schacher, H.D.: Kaltmassivumformung von Sinterteilen. Bericht aus dem Institut für Umformtechnik, Universität Stuttgart, Hrsg.: Lange, K., Reprografie Mayer, Stuttgart, ISBN 3-7736-0881-0
Kraft, T.: Numerische Simulation des Pressens und Sinterns – Grundlagen und Anwendung. Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik, Freiburg, 1–7
Lange, K.: Lehrbuch der Umformtechnik. Berlin, 1972, Springer Verlag
Doraivelu, S.M., H.L. Gegel, J.S. Gunasekera, J.C. Malas und J.T. Morgan: A new yield function for compressible P/M materials. Int. J. Mech. Sci., Vol. 26 (1984) No. 9/10, 527–535
Gurson, A.L.: Continuum theory of ductile rupture by void nucleation and growth: Part I. Yield criteria and flow rules for porous ductile media. J. Eng Mater Technol 99 (1977), 2–15
Tvergaard, V.: Influence of voids on shear band instabilities under plane strain Conditions. Int. J. Fract 17 (1981), 389–407
Hatzenbichler, T., F. Planitzer, B. Buchmayr, R. Köppl, und W. Ecker: Determination of material parameters for porous materials. 9th International Conference of Metal forging, Esaform 2006, Glasgow, S. 155–158
Oh, S.I., W.T. Wu, J.J. Park: Application of finite element method to P/M forming processes. 2nd International Conference on Plasticity Technology, Stuttgart, August 24–28, (1987), 263–269
Shima, S., M. Oyane: Plasticity theory for porous metals. Int. J. Mech Sci 18 (1976), 285–291
Biswas, K.: Comparison of various plasticity models for metal powder compaction processes. Journal of Materials Processing Technology 166 (2005), 107–115
Wallner, S.: Finite Elemente Simulation des Kalibrierprozesses für pulvermetallurgisch hergestellte Bauteile. Diplomarbeit, Montanuniversität Leoben, Österreich, 2007
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Wallner, S., Hatzenbichler, T. & Buchmayr, B. Implementieren von Fließbedingungen in DEFORM 3D™ zur FEM-Simulation der Verdichtung von PM-Werkstoffen. Berg Huettenmaenn Monatsh 153, 435–438 (2008). https://doi.org/10.1007/s00501-008-0419-9
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s00501-008-0419-9