Crystal Plasticity Modeling of Grey Cast Irons under Tension, Compression and Fatigue Loadings
Julkaisuvuosi
2022
Tekijät
Balobanov, Viacheslav; Lindroos, Matti; Andersson, Tom; Laukkanen, Anssi
Tiivistelmä
The study of the micromechanical performance of materials is important in explaining their macrostructural behavior, such as fracture and fatigue. This paper is aimed, among other things, at reducing the deficiency of microstructural models of grey cast irons in the literature. For this purpose, a numerical modeling approach based on the crystal plasticity (CP) theory is used. Both synthetic models and models based on scanning electron microscope (SEM) electron backscatter diffraction (EBSD) imaging finite element are utilized. For the metal phase, a CP model for body-centered cubic (BCC) crystals is adopted. A cleavage damage model is introduced as a strain-like variable; it accounts for crack closure in a smeared manner as the load reverses, which is especially important for fatigue modeling. A temperature dependence is included in some material parameters. The graphite phase is modeled using the CP model for hexagonal close-packed (HCP) crystal and has a significant difference in tensile and compressive behavior, which determines a similar macro-level behavior for cast iron. The numerical simulation results are compared with experimental tensile and compression tests at different temperatures, as well as with fatigue experiments. The comparison revealed a good performance of the modeling approach.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Kokonaan avoin julkaisukanava
Kustantajan version lisenssi
CC BY
Rinnakkaistallennettu
Ei
Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksu €
811
Avoimen saatavuuden kirjoittajamaksun vuosi
2022
Muut tiedot
Tieteenalat
Fysiikka; Teknillinen kemia, kemian prosessitekniikka; Materiaalitekniikka
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Ei
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.3390/cryst12020238
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä