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Enregistrement W4316096677 · doi:10.1061/jenmdt.emeng-6582

Numerical Investigation of the Multiscale Characteristics of Elastoplasticity in Microheterogeneous Continuum Media Using a Simple Hollow Sphere Model

2023· article· en· W4316096677 sur OpenAlexaff
Mahdad Eghbalian, Richard Wan, Mehdi Pouragha

Notice bibliographique

RevueJournal of Engineering Mechanics · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueComposite Material Mechanics
Établissements canadiensCarleton UniversityUniversity of Calgary
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPlasticityMicroscale chemistryMechanicsHardening (computing)Statistical physicsFinite element methodMaterials scienceStrain hardening exponentClassical mechanicsMathematicsPhysicsThermodynamicsNanotechnologyComposite material

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In this paper, we investigate the fundamental characteristics of plasticity in microheterogeneous continuum materials. Plasticity in such materials is a multiscale phenomenon with contrasting characteristics at different scales. A hollow sphere model, including a matrix embedding an oblate spheroidal pore, is considered as a sample representative elementary volume (REV) of a microheterogeneous material where, at the local level (microscale), a simple Drucker–Prager plasticity model is assumed for the matrix obeying the classical continuum theory of plasticity. The plasticity model is Lode angle independent with associated plastic flow and no hardening. We perform finite element numerical simulations on the REV to investigate the characteristics of the homogenized plasticity of the REV. It is seen that the homogenized plasticity shows complex characteristics such as Lode angle dependency, presence of cap, hardening, and nonassociativity. Well-established as these aspects are in the literature, they are often presumed in the plasticity models of heterogeneous materials in an ad hoc form. In contrast, we present here a systematic and lucid way to capture these aspects as emergent phenomena of heterogeneous microstructures. This has crucial implications in guiding the theoretical constitutive developments for elastoplastic materials toward adopting a multiscale approach that properly considers the effect of microstructure and naturally captures these aspects without the need for ad hoc assumptions. A fundamental assumption in the classical theory of plasticity is the plastic flow rule postulate, which states that the direction of plastic strain increment is governed only by the current state variables, independent of the loading increment direction. We show, through a stress probing exercise in 3D principal stress space, that the flow rule, assumed for the microscale plasticity, is not valid for the macroscopic plasticity. Indeed, the homogenized plastic flow direction in heterogeneous materials is governed by the current state variables and loading increment direction. Finally, we show that the plastic response is also a function of the stress path taken prior to loading. As such, nonclassical characteristics are observed for the plasticity of microheterogeneous materials. These nonclassical characteristics for the simple REV considered in this work (the hollow sphere model) align with some of the results observed in experiments or only reported for microdiscrete materials; herein, we show they are also valid for a broader range of materials endowed with microstructure, i.e., microcontinuous materials, and, as such, the fundamental assumptions in the classical theory of plasticity require revision before being applicable to the plastic behavior of heterogeneous materials.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,008
Score d'incertitude au seuil0,016

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,013
Tête enseignante GPT0,195
Écart entre enseignants0,182 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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