Application of an Evolving Non-Associative Anisotropic-Asymmetric Plasticity Model for a Rare-Earth Magnesium Alloy
Notice bibliographique
Résumé
Magnesium sheet metal alloys have a hexagonal close packed (hcp) crystal structure that leads to severe evolving anisotropy and tension-compression asymmetry as a result of the activation of different deformation mechanisms (slip and twinning) that are extremely challenging to model numerically. The low density of magnesium alloys and their high specific strength relative to steel and aluminum alloys make them promising candidates for automotive light-weighting but standard phenomenological plasticity models cannot adequately capture the complex plastic response of these materials. In this study, the constitutive plastic behavior of a rare-earth magnesium alloy sheet, ZEK100 (O-temper), was considered at room temperature, under quasi-static conditions. The CPB06 yield criterion for hcp materials was employed along with a non-associative flow rule in which the yield function and plastic potential were calibrated for a range of plastic deformation levels to account for evolving anisotropy under proportional loading. The non-associative flow rule has not previously been applied to magnesium alloys which require the use of flexible constitutive models to capture the severe anisotropy and its evolution with plastic deformation. The non-associative flow rule can provide the required flexibility by decoupling the yield function and plastic potential. For the associative flow rule, such flexibility can only be achieved by multiple linear transformations of the stress tensor resulting in expensive models for calibration and simulations. The constitutive model was implemented as a user material subroutine (UMAT) within the commercial finite element software, LS-DYNA, for general 3-D stress states along with an interpolation technique to consider the evolution of anisotropy based upon the plastic work. To evaluate the accuracy of the implemented model, predictions of a single-element model were compared with the experimental results in terms of flow stresses and plastic flow directions under various proportional loading conditions and along different test directions. Finally, to assess the predictive capabilities of the model, full-scale simulations of coupon-level formability experiments were performed and compared with experimental results in terms of far-field load-displacement and local strain paths. Using these experiments, the constitutive model was evaluated across the full range of representative stress states for sheet metal forming operations. It was shown that the predictions of the model were in very good agreement with experimental data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».