A damage coupled orthotropic finite plasticity model for sheet metal forming: CDM approach
A damage coupled orthotropic finite plasticity model for sheet metal forming: CDM approach
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用于板材成形的损伤耦合正交各向异性有限塑性模型：CDM 方法
DOI：
10.1016/j.commatsci.2009.12.022
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发表时间：
2010
影响因子：
3.3
通讯作者：
Tekkaya
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Soyarslan;Tekkaya
在合理的板料成形热力学条件下，提出了一种具有Lemaitre型各向同性延性损伤的正交各向异性有限塑性框架。有限塑性采用对数拉格朗日应变空间中的Green-Naghdi型加性分解，从而可以适应损伤耦合无穷小塑性的返回映射格式。利用与对数拉格朗日应变共轭的应力测量与Kirchhoff应力之间的特征值等价性，建立了不需要重复张量变换的静水应力状态和主应力状态相关的单侧损伤演化条件。为了完备性，还阐述了一种Perzyna型粘性正则化方法。采用由弹性预测、塑性修正和损伤劣化组成的三步交错局部积分算法对积分点进行回归映射。为此，该框架被实现为ABAQUS/EXPLICIT的VUMAT子例程，并用于一组模拟。除了证明了该方法的适用范围外，结果还表明，Lemaitre模型在单边损伤演化条件下进行改进后，在抽杯模拟中给出了有物理意义的结果。
A framework for orthotropic finite plasticity coupled with a Lemaitre type isotropic ductile damage is presented in a thermodynamically sound setting for sheet metal forming. The finite plasticity utilizes Green–Naghdi type additive decomposition in the logarithmic Lagrangean strain space, which allows adaptation of the return mapping schemes of damage coupled infinitesimal plasticity. Hydrostatic stress state and principal stress state dependent unilateral damage evolutionary conditions are efficiently formulated without need for repetitive tensor transformations, taking advantage of the eigenvalue equivalence in between the stress measure conjugate to the logarithmic Lagrangean strain and the Kirchhoff stress. For the sake of completeness a Perzyna type viscous regularization is also elaborated. A three-step, staggered local integration algorithm, composed of elastic prediction, plastic correction and damage deterioration, is performed for return mapping at integration points. To this end, the framework is implemented as a VUMAT subroutine for ABAQUS/Explicit and used in a set of simulations. Besides proving the applicability range of the methodology, the outcomes show that Lemaitre model, once enhanced with unilateral damage evolutionary conditions, gives physically meaningful results in cup drawing simulations.
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