Análisis elasto-viscoplástico en problemas bidimensionales con Stampack

Abstract

Este informe presenta los avances logrados en la implementación dentro del código Stampack, de un modelo constitutivo elasto-viscoplástico del tipo de Perzyna para materiales isótropos con endurecimiento por deformación. El objetivo principal de incluir un modelo elasto-viscoplástico en Stampack, es la posibilidad de tener en cuenta como influye la velocidad de deformación en problemas industriales como el forjado o la extrusión. En estos problemas las temperaturas elevadas (más de un tercio de la temperatura de fusión) juegan un rol importante, provocando un estado viscoso en el material de manera que el flujo plástico resulta ser función de la velocidad de deformación del sólido. El modelo elegido resulta una extrapolación directa del modelo elasto-plástico basado en el gradiente de deformaciones propuesto por Garino [1]. El modelo elasto-visco-plástico unificado se corresponde al propuesto por Ponthot [2]. Aquí se ha empleado el trabajo de Garino y Ponthot et al.[3] para la definición de un benchmark aceptable para la comparación de resultados. En este informe se presenta el modelo elasto-viscoplástico implementado en el código de elementos finitos Stampack, y se muestra la primera etapa de prueba asociada con problemas en pequeñas deformaciones. Anteriormente Stampack no poseía un modelo elasto-viscoplástico para tratar problemas bidimensionales en deformaciones finitas. El contenido del informe es el siguiente: la sección 2 presenta la cinemática asociada al modelo, el modelo de endurecimiento viscoso y el esquema numérico de integración de la ecuación constitutiva. La sección 3 muestra el ingreso de datos a Stampack y cuáles son las rutinas involucradas en proceso de integración del modelo elasto-viscoplástico. Por último, la sección 4 contiene un problema de aplicación y se comparan los resultados del presente trabajo con los obtenidos por otros investigadores.