In the presented study, LPBF 316L stainless steel tensile specimens were manufactured in three different orientations for the analysis of anisotropy. The first set of specimens was built vertically on the build platform, and two other sets were oriented horizontally perpendicular to each other. Tensile test results show that mean Young’s modulus of vertically built specimens is significantly less then horizontal ones (158.7 GPa versus 198 GPa), as well as yield strength and elongation. A role of residual stress in a deviation of tensile loading diagrams is investigated as a possible explanation. Simulation of the build process on the basis of ABAQUS FEA software was used to predict residual stress in 316L cylindrical specimens. Virtual tensile test results show that residual stress affects the initial stage of the loading curve with a tendency to reduce apparent Young’s modulus, measured according to standard mechanical test methods.
Бондарчук Д.А., Федулов Б.Н., Федоренко А.Н., Ломакин Е.В. Анализ остаточных напряжений в слоистых композитах на примере симметричной схемы армирования [0°/90°] // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Lomakin E.V. The analysis of residual stresses in layered composites with [0°/90°] layup. 1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия 2 Сколковский институт науки и технологий, Москва, Россия О СТАТЬЕ АННОТАЦИЯ Получена: 12 апреля 2019 г. Принята: 28 августа 2019 г. Опубликована: 17 октября 2019 г.В последние десятилетия повышенное внимание уделяется глубокому пониманию процессов, вызванных остаточными напряжениями в слоистых композитах, а именно искажению формы и возможному повреждению изделия еще на стадии его изготовления. Наличие остаточных напряжений в композиционных материалах вызывает появление таких дефектов, как деламинация, коробление, а также микротрещины в связующем, что в свою очередь оказывает существенное влияние на статическую и усталостную прочность созданного на их основе изделия.В настоящей работе рассмотрено изменение распределения поля остаточных напряжений в образце из известного материала AS4/8552-1 с укладкой слоев [0°/90°]n в процессе отверждения, и проанализированы напряжения на свободном крае после разреза образца вдоль направления армирования. Модель отверждения численно реализована при помощи пакета конечно-элементного моделирования ABAQUS с использованием специально разработанных пользовательских подпрограмм. Для моделирования отверждения решалась связанная тепловая и прочностная задача в условиях плоской деформации. Показано существенное различие остаточных напряжений на свободном крае до и после механического среза. Рассчитанные остаточные напряжения далее использованы для анализа развития разрушения композита при одноосном растяжении. В результате моделирования нагружения композита до разрушения с учетом остаточных напряжений выявлено, что растяжение приводит к продольному растрескиванию матрицы в слоях, где ориентация армирования совпадает с направлением приложения нагрузки. В то же время при игнорировании остаточных напряжений появление таких дефектов не наблюдается. В исследовании показано, что остаточные напряжения влияют как на прочность материала, так и на тип разрушения. © ПНИПУ Ключевые слова:остаточные напряжения, композит, свободный край, разрушение, математическое моделирование, ABAQUS. Бондарчук Дарья Александровна -асп.,Recently an increased attention has been paid to the deep understanding of the processes caused by residual stresses in laminated composites, specifically, shape distortion and possible product damages at the stage of manufacturing. The presence of residual stresses in a composite material affects the occurrence of such defects as delamination, warping, as well as the appearance of microcracks in a matrix of a material, which has a significant impact on the static and fatigue strength of the product made of composite materials.This paper considers a change in the distribution o...
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.