ALGORITMO DE INTEGRACIÓN PARA MATERIALES NO LINEALES CONSIDERANDO LOS EFECTOS DE VISCOPLASTICIDAD, ENDURECIMIENTO CINEMÁTICO NO LINEAL Y DAÑO

JUAN DAVID GÓMEZ

Resumen


En el Método de Elementos Finitos (MEF) la respuesta de materiales no lineales se considera por mediode formulaciones incrementales introduciendo una variable de tiempo. En el caso de materiales cuya respuesta es independiente de la velocidad de deformación, dicha variable se considera como un seudotiempo; encaso contrario, dicha variable tiene significado físico. Debido a su formulación incremental, el modelo constitutivo o debe ser integrado en el tiempo a nivel local. En este artículo se discute un algoritmo de uso común enla literatura, pero incorporando adicionalmente los efectos acoplados de leyes de endurecimiento cinemáticono lineal, viscoplasticidad y daño. El algoritmo se implementa en una plataforma de elementos finitos. Como procedimiento de validación del algoritmo, el modelo se particulariza para una ley de flujo viscoplásticodisponible en la literatura para soldaduras eléctricas. Los resultados de las simulaciones se comparan con respuestas experimentales existentes.

Abstract: In the Finite Element Method (FEM) material non-linearities are considered through incrementalformulations in terms of a pseudo-time variable for the case of rate independent models and a real time variable in the case of rate-dependent models. The incremental statement of the problem implies that the constitutive models need to be time-integrated at the local level. In this article we discuss a standard algorithm available inthe literature where additionally we have incorporated the effects of non-linear kinematic hardening, viscoplasticity, and damage. The algorithm is incorporated into a FEM code. In order to verify the correctness of our implementation we have particularized the model to the case of a creep law available from literature for solder alloys. Numerical simulation results are compared with experiments taken from the literature.


Palabras clave


elementos finitos; modelos constitutivos; algoritmos de integración; plasticidad. Keywords: finite element analysis; constitutive modeling; integration algortihms; plasticity



DOI: https://doi.org/10.24050/reia.v2i3.138

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