Obiectivele proiectului
1. Caracterizarea experimentală la nivel micro şi macro a aliajelor selectate
Prin atingerea acestui obiectiv se va crea o bază de date privind comportamentul plastic al aliajelor de aluminiu selectate având aplicaţii importante sau perspective în industria auto şi de îmbuteliere. Se vor alege o serie de aliaje de aluminiu reprezentative pentru aceste aplicaţii – AA6111 pentru predicţia festoanelor în cadrul ambutisării adânci, AA5182 cu efect PLC şi aliajul superplastic AA5183 pentru care evoluţia golurilor şi fenomene de deteriorare joacă un rol important. Se vor determina proprietăţile direcţionale şi curbele de ecruisare pe baza testelor de tracţiune uniaxială şi umflare hidraulică. Evoluţia texturii va fi măsurată de-a lungul unor procese diverse de deformare – laminari succesive, deformaţii neproporţionale, încărcări nealiniate cu axele principale pentru determinarea efectului de spin plastic, etc. Textura va fi determinată cu raze X şi EBSD iar microstructura (goluri, faze secundare) va fi determinată prin microscopie electronică şi metalografie. Vor fi dezvoltate programe de calcul pentru procesare automată a imaginilor pentru identificarea distribuţiei şi formei golurilor, o nouă metodă pentru a determina puncte biaxiale situate pe suprafaţa de plasticitate prin umflare hidraulică a unor specimene de formă eliptică, programe de calcul pentru determinarea automată a momentului precis de începere a gâtuirii. Se vor determina curbe limită de deformare pentru drumuri liniare şi complexe de încărcare.
2. Modelarea la nivel micro şi macroscopic a comportării materialelor testate
Se va modela o ierarhie de nivele, plecând de la plasticitea monocristalelor la plasticitatea policristalină bazată pe măsurători de textură şi porozitate, la modele fenomenologice de plasticitate şi la modele de PLC, ambutisare adâncă şi curbe limită de deformare. Fiecare model va fi activ la un anumit nivel şi va furniza parametri şi motivaţie pentru modelul de deasupra sa. În general se vor evalua şi folosi modele existente; pentru a îmbunătăţi capacitatea de predicţie a acestora, se vor extinde aceste modele sau se vor dezvolta unele noi.
3. Implementarea modelelor elaborate în programe de calcul
Prin atingerea acestui obiectiv se va pune la dispozitia partenerilor din proiect programe de calcul de sine-stătătoare pentru a compara predicţiile modelelor constitutive cu rezultatele experimentale, subrutine utilizator pentru implementarea acestor modele în programe existente de element finit şi simulări cu metoda EF a unor structuri diverse (VRE, ambutisare adâncă, umflare hidrostatică). Vor fi dezvoltate programe pentru predicţia CLD cu modele de policristal (Taylor, VPSC), model Gurson anizotrop şi policristal pentru table cu microgoluri, model fenomenologic bazat pe textură. Se vor folosi programe FE pentru modelarea unui volum reprezentativ elementar în cazul modelului direct de policristal. Într-o altă direcţie se vor dezvolta scheme numerice şi implementări în programe de calcul a modelului elaborat pentru PLC, utilizând controlul energiei pentru stabilitate numerică în termo-elasto-vâscoplasticitate.
4. Validarea rezultatelor simulării unor procese de deformare
Obiectivul va consta in validarea modelelor propuse şi a implementării în programe de calcul prin compararea predicţiilor lor cu rezultatele experimentale obţinute urmare aatingerii obiectivului 1. Pentru început se vor valida metodele de determinare a parametrilor de proces şi geometrici pentru umflarea hidrostatică şi ambutisarea adâncă a unei cupe. În continuare se vor valida calculele structurale pentru teste de tracţiune uniaxială, programul de predicţie a CLD pentru materiale cu goluri, cu efect PLC şi cu model fenomenologic de plasticitate anizotropă. În final se vor valida calculele structurale pentru umflare hidrostatică şi ambutisare adâncă.