Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Numerical Simulation of Ductile Cast Iron Fracture: A parameterization of the material model *MAT_224 in the FE-code LS-DYNA
Karlstad University, Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Numerisk simulering av segjärnsbrott : En parametrisering av materialmodellen *MAT_224 i FE-koden LS-DYNA (Swedish)
Abstract [en]

In crashes, fracture of Ductile Cast Iron (DCI) components can have a big influence on the global behaviour of the structure and the survival probability of the driver.

In this thesis the material model *MAT_224 is parameterized for one ferritic-pearlitic grade, SS-0727-02, of DCI. The aim is to better describe the fracture and yielding of DCI components in crash simulations using the FE-code LS-DYNA. This is done by mechanical testing and simulations where the hardening behaviour and failure criteria are quantified. The failure criteria are defined by a failure strain surface, which depends on the stress triaxiality and the lode parameter.

Tensile and torsion testing were performed to determine the model material parameters. Several different types of test specimens have been designed and tested. The goal when designing the specimen is to have a large variety of stress states at failure. To evaluate the parameterized material model three different types of validations tests, using bending and component testing, have been performed.

The parameterized material model is able to predict the force at failure for several different stress states in a satisfying way. Still, the final failure is not predicted satisfactorily all the way, probably due to technological reasons. Thus, more mechanical test is recommended in order to validate the model further. 

Abstract [sv]

Vid krockförlopp kan brott i segjärnskomponenter ha en stor inverkan på strukturens globala beteende och även på förarens överlevnads chanser.

I denna uppsats har materialmodellen *MAT_224 parametriseras för en ferritisk-perlitisk klass, SS-0727-02, av segjärn. Målet är att på ett bättre sätt kunna beskriva deformation och brott i segjärnskomponenter vid krocksimuleringar utförda med FE-koden LS-DYNA. Detta genomförs med mekanisk provning och simuleringar där hårdnandet och ett brottkriterium har kvantifierats. Brottkriteriet har definierats av en brottyta bestående av plastisk töjning, spänningstriaxialitet och lode parametern.

Drag och vridprov har genomförts för att fastställa materialets parametrar. Flera olika typer av provstavar har blivit designade och testade. Målen vid konstruktionen av provstavarna är att ha en stor spridning i spänningstillstånd vid brott. För att utvärdera den parametriserade materialmodellen har tre olika typer av validerade prov, bestående av böjning och ett komponentprov genomförs.

Den parametriserade materialmodellen har på ett tillfredsställande sätt kunnat förutsäga brottkraften för flera olika spänningstillstånd. Dock är den slutgiltiga brottförlängningen inte förutsagt helt tillfredsställande, detta troligen på grund av tekniska svårigheter. Komplementerande provning rekommenderas för att validera modellen ytterligare. 

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-37576OAI: oai:DiVA.org:kau-37576DiVA: diva2:847107
Subject / course
Mechanical Engineering
Educational program
Engineering: Mechanical Engineering, spec. in Materials Engineering (300 ECTS credits)
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-09-04 Created: 2015-08-19 Last updated: 2015-09-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Numerical Simulation of Ductile Cast Iron Fracture(2715 kB)489 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2715 kBChecksum SHA-512
303ce1e6be0204573d757678b8c142dee43ed956df5a0d6fe2a4e7c95f3cf3065f3888c42ad2d915925cee6087b58a97a0055249c0f3611e2ee646e3b006ad9f
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Faculty of Health, Science and Technology (starting 2013)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 489 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1189 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf