在选择性激光聚合聚胺12中剪切诱导损伤的表征和模拟
Daniela Schob1, Lukas Richter1, Krzysztof Kotecki2
1Chair of Engineering Mechanics and Machine Dynamics, Faculty of Mechanical Engineering, Electrical and Energy Systems, Brandenburg University of Technology Cottbus-Senftenberg, 01968 Senftenberg, Germany.
本研究使用选择性激光烧结 (SLS) 在剪切应力下的聚胺12 (PA12) 的特征. 修改后的损坏模型可以准确预测材料的行为和故障,这对于产品的可靠性至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 聚胺12 (PA12) 是一种广泛使用的半晶体热塑性塑料.
- 它在剪切应力下的行为对产品可靠性至关重要,但未被充分理解.
- 选择性激光烧结 (SLS) 是PA12组件的关键增材制造技术.
研究的目的:
- 描述SLS PA12在剪切负荷下的材料和损伤行为.
- 为了研究剪切应力对PA12机械性能的影响.
- 为PA12在剪切条件下开发准确的预测模型.
主要方法:
- 使用了近静态实验和数值模拟.
- 用SLS准备样本,并根据ASTM标准进行测试.
- 使用了数字图像相关性 (DIC),Chaboche材料模型和经过修改的Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) 损伤模型,通过Abaqus中的UMAT子程序进行合.
主要成果:
- 实验和模拟结果显示了高精度.
- 剪切因子 (kw) 显著影响损坏行为和故障预测.
- 一个修改后的GTN模型有效地解释了在剪切下低应力三轴性.
结论:
- 集成的Chaboche和修改的GTN模型准确地预测了SLS PA12的机械和损伤行为.
- 这项研究提高了对SLS PA12在剪切诱导压力下的理解.
- 这些发现对于提高PA12组件在苛刻应用中的可靠性至关重要.
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