Estudo do modelo elasto-plástico de GAO e desenvolvimento de rotina UMAT para implementação no Abaqus

Abstract

Neste trabalho realizou-se um estudo da influência do efeito do terceiro invariante do tensor desviador, no comportamento mecânico de materiais dúcteis, através do uso do domínio elástico proposto por Gao e de uma rotina UMAT implementada no programa comercial de elementos finitos Abaqus CAE. Para isto, propôs-se um algoritmo implícito de integração do modelo, utilizando endurecimento isotrópico não-linear, plasticidade associativa e a metodologia de decomposição do operador. Apresentaram-se os requisitos e os passos necessários para implementação do modelo numérico no Abaqus CAE 6.10-1, através de uma sub-rotina UMAT. Realizou-se uma análise da influência das constantes do material, a1e b1, na superfície de escoamento de Gao pela comparação desta com outros critérios de escoamento, como o de von Mises e o de Tresca. Analisou-se numericamente corpos de provas de diferentes materiais e geometrias variando os valores das constantes do material. Por fim, resultados experimentais foram gerados para o alumínio 6101 e uma nova comparação entre resultados numéricos e experimentais foi realizada. ______________________________________________________________________ ABSTRACT

A study was carried out of the influence of the third invariant of the desviatoric stress tensor in the mechanical behavior of ductile materials, using the elastic domain proposed by Gao and a UMAT routine implemented in a finite element program. It is proposed an implicit numerical integration algorithm model using non-linear isotropic hardening, associative plasticity and the splitting methodology. The requirements and the steps needed to implement the numerical model in Abaqus CAE 6.10-1 through a subroutine UMAT were presented. An analysis of the influence of the materials constants, a1e b1, was performed in Gao flow surface by comparing it with other flow criteria, such as the von Mises and Tresca. Test samples of different materials and geometries have been numerically analysed varying the values of the constants of the material. Finally, experimental results were generated for the aluminium 6101 and a new comparison between experimental and numerical results was performed.