modelarea continua -de la micro la macro …cnci.ancs.ro/downloads/y.pdf · simulare mef produs...
TRANSCRIPT
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
MODELAREA CONTINUA -DE LA MICRO LA MACRO SCARA-
A MATERIALELOR AVANSATE IN FABRICATIA VIRTUALA
-PCCE 100-
www.comod.utcluj.ro
Director proiect
Prof.dr.ing. Dorel BANABIC
Universitatea Tehnica din Cluj Napoca
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
• Introducere
• Obiectivele proiectului
• Planul de realizare al proiectului
• Rezultate semnificative obtinute
• Echipamente achizitionate
• Criteriile minime de performanta. Diseminare
• Impactul rezultatelor obtinute
• Pagina de web a proiectului
Structura prezentarii
Conflictul intre functionalitate-costuri-masa
Reproiectare
Materiale
noi
Tehnologii
noi
Fabricatia
virtuala
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
• Tendinta principala in cercetarile privind tehnologiile mecanice se
inscrie pe directia dezvoltarii Fabricatiei Virtuale
• Simularea numerica a proceselor de deformare plastica este unul din
elementele de baza in Fabricatia Virtuala
• Metoda Elementului Finit (MEF) este cea mai utilizata metoda pentru
simularea proceselor de deformare plastica
• Cresterea performantelor de precizie a rezultatelor simularii proceselor
de deformare prin MEF se realizeaza cel mai eficient prin utilizarea unor
modele de material cat mai performante
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Modelarea materialelor si Fabricatia Virtuala
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Tim
p
Lungime
nm µm mm
ns
µs
ms
m
s
Nivel atomic
Evolutia golurilor
Analiza de Textura
Simulare MEF
Produs final
Plasticitatea cristalelor
Nano
Macro
Mezo
Micro
Atom
Automobil
Initiative pe plan mondial
Max-Planck Multiscale Modeling Initiative
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Simulation Based Engineering Science Using multiscale modeling to invigorate engineering design with science
NSF Initiative
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
• Introducere
• Obiectivele proiectului
• Planul de realizare al proiectului
• Rezultate semnificative obtinute
• Echipamente achizitionate
• Criteriile minime de performanta. Diseminare
• Impactul rezultatelor obtinute
• Pagina de web a proiectului
Structura prezentarii
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Obiectivele proiectului
1. Caracterizarea experimentală la nivel micro şi macro a aliajelor
selectate
2. Modelarea la nivel micro şi macroscopic a comportării materialelor
testate
3. Implementarea modelelor elaborate în programe de calcul
4. Validarea rezultatelor simularii unor procese de deformare
Obiectivul principal: de a elabora modele de material la nivel
microscopic şi de a le implementa în programe de simulare
ale unor procese de deformare la nivel macroscopic
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Modelele fenomenologice utilizate in proiect
Modelele de plasticitate anizotropa
BBC 2005 si BBC2008
Implementate deja in programe comerciale de simulare cu EF
AUTOFORM utilizat de 95 % din constructorii de automobile pe plan mondial
Platforma UMMDp a Asociatiei Japoneze de Analiza Neliniara CAE (JANCAE)
Simularea unei piese din componenta autoturismului VOLVO V40
Hill `48 BBC 2008
Applications of the yield criteria in the FE
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Calitatea
echipei de
cercetare
Denumire institutie; Denumire centru de
cercetare/ laborator/ grup de cercetare
Partener 1 UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ-NAPOCA
CENTRU DE CERCETARE IN TEHNOLOGIA DEFORMARII
TABLELOR - CERTETA
Partener 2 UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ-NAPOCA
LABORATOR DE MICROSCOPIE ELECTRONICA
Partener 3 UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ-NAPOCA
LABORATOR DE STIINTA MATERIALELOR- FILME SUBTIRI
Partener 4 UNIVERSITATEA TEHNICA DIN CLUJ-NAPOCA
CENTRUL DE CERCETARE IN PRELUCRAREA IMAGINILOR SI
RECUNOASTEREA FORMELOR
Partener 5 INSTITUTUL DE MATEMATICA SIMION STOILOV AL ACADEMIEI
ROMANE
Partener 6 UNIVERSITATEA DIN BUCURESTI
CENTRUL DE CERCETARE IN MECANICA MEDIILOR CONTINUE
Partenerii consortiului
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Resursa umana
39%
2%
20%
34%
5%
Cercetatori cu experienta
Cercetatori in formare
Doctoranzi
Masteranzi
Tehnicieni
Resursa umane implicata in proiect
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
• Introducere
• Obiectivele proiectului
• Planul de realizare al proiectului
• Rezultate semnificative obtinute
• Echipamente achizitionate
• Criteriile minime de performanta. Diseminare
• Impactul rezultatelor obtinute
• Pagina de web a proiectului
Structura prezentarii
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Diagrama Gantt a proiectului
1.1. Selectarea şi achiziţionarea materialelor de testare P1
1.2. Determinarea parametrilor mecanici-tractiune P1
1.3. Det. parametrilor mecanici-umflare hidraulică P1
1.4. Determinarea exp. a efectului spinului plastic P1
1.5. Realizarea unor grade de deformare diferite ale
tablelor prin laminare P1
1.6. Det. texturii mat. testate bazată pe XRD si EBSD P3
1.7. Determinarea microstructurii materialelor testate P2
1.8. Dezv.unui program de prelucrare automată a
imaginilor pentru det. formei şi distribuţiei golurilor P4
1.9. Det. exp. a formei si distribuţiei golurilor din material P2
1.10. Determinarea experimentală a suprafeţelor de curgere P1
1.11.Determinarea experimentală a CLD P1
2.1. Model de suprafeţe de curgere anizotropa P1
2.2. Utilizarea ODE in programe de analiza a texturilor P1+P3
2.3. Identificarea unui model fenomenologic de plasticitate P1+P3
utilizand date din analiza de textura
2.4. Elaborarea unor modele de tip Gurson pentru materiale P1+P2
anizotrope cu goluri
2.5. Model de plasticitate şi lege de ecruisare P1
fenomenologice bazate pe textură
2.6. Model de deteriorare anizotrop P6
2.7. Model fenom. al efectului Portevin–Le Chatelier P5
3.1. Algoritm şi program pentru predicţia CLD P1
3.2. Elaborarea unor metode de calcul numeric paralel P5
3.3. Includerea modelelor constitutive ca rutine utilizator P1
în programe EF existente
4.1. Determinarea parametrilor geometrici şi de proces P1
pentru piese deformate
4.2. Dezvoltarea unui program de măsurare a P4
deformaţiilor pieselor complexe
4.3. Validarea programului de simulare pentru cazul P1
tracţiunii uniaxiale
4.4. Validarea modelelor constitutive de predicţie a CLD P1
4.5. Validarea modelului de calcul al CLD pentru P1+P5
materiale care prezintă efect PLC
4.6. Validarea rezultatelor simulării procesului de P1
umflare hidraulică şi de ambutisare
5.1. Activitati de management P1
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
• Introducere
• Obiectivele proiectului
• Planul de realizare al proiectului
• Rezultate semnificative obtinute
• Echipamente achizitionate
• Criteriile minime de performanta. Diseminare
• Impactul rezultatelor obtinute
• Pagina de web a proiectului
Structura prezentarii
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
1. Cuplarea modelului BBC 2008 cu modelul de plasticitate cristalina ALAMEL
pentru predictia evolutiei texturii in timpul proceselor de deformare plastica
2. Dezvoltarea unui program de prelucrare automată a imaginilor pentru
determinarea formei şi distribuţiei golurilor
3. Elaborarea unor modele de tip Gurson avansat pentru materiale anizotrope cu
goluri (Cuplarea modelului Gologanu cu modelul BBC 2008)
Rezultate semnificative obtinute
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Exemplu de predictie a texturii utilizind modelul ALAMEL cuplat cu BBC2008
Textura initiala a materialului
Materialul testat: AA1050
Textura prezisa utilizind
modelul BBC 2008
Textura masurata in piesa
ambutisata
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
PUTEM PREZICE CU ACURATETE FORMA SI
PARAMETRII MECANICI AI PIESELOR LA
SCARA MACROSCOPICA PORNIND DE LA
PARAMETRII MICROSCOPICI (TEXTURA)
ALAMEL (PLASTICITATE CRISTALINA)
+
BBC 2008 (MODEL FENOMENOLOGIC)
• Achizitia
imaginii
• Preselectia
zonelor
candidat
• Filtrarea
folosind un
sistem de
inteligenta
artificiala
Fiecare microgaura este descrisa numeric
• Aria,
• Perimetrul
• Axele de
elongatie
• Masuri de
porozitate,
• Etc.
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
PUTEM PREZICE CU ACURATETE
DEFECTELE PIESELOR LA SCARA
MACROSCOPICA PORNIND DE LA
PARAMETRII MICROSCOPICI (GOLURI)
GOLOGANU (MODEL DE EVOLUTIE AL GOLURILOR)
+
BBC 2008 (MODEL FENOMENOLOGIC)
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
• Introducere
• Obiectivele proiectului
• Planul de realizare al proiectului
• Rezultate semnificative obtinute
• Echipamente achizitionate
• Criteriile minime de performanta. Diseminare
• Impactul rezultatelor obtinute
• Pagina de web a proiectului
Structura prezentarii
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Echipamentele de cercetare din dotarea laboratorului centrului CERTETA
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
• Introducere
• Obiectivele proiectului
• Planul de realizare al proiectului
• Rezultate semnificative obtinute
• Echipamente achizitionate
• Criteriile minime de performanta. Diseminare
• Impactul rezultatelor obtinute
• Pagina de web a proiectului
Structura prezentarii
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Criterii minime de performanta :
Scorul Relativ de Influenta cumulat al articolelor publicate si acceptate este de aprox. 23.
S-au publicat :
8 articole in reviste cu factor de impact ridicat, din zona rosie (MMT-A, European Journal of Mechanics-A…)
8 articole …. din zona galbena
An
Număr de articole acceptate
spre publicare în reviste
indexate ISI
Număr de articole acceptate spre
publicare în reviste indexate în
baze de date internaţionale
Propus Realizat Propus Realizat
2010 4 4 2 5
2011 6 6 8 11
2012 8 7+6 9 14
2013 3 4
TOTAL 21 17+6=23 23 30
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Revista ISSN SRI
PUBLICATE
1 Metallurgical and Materials Transactions-A 2012 1073-5623 4,8
2 IEEE Transactions on Image Processing 2011 1057-7149 3,73
3 European Journal of Mechanics-A 2011 0997-7538 1,84462
4 Engineering Analysis with Boundary Elements 2011 0955-7997 1,234
5 Advance Science Letters 2012 1936-6612 1,16144
6 Advance Science Letters 2012 1936-6612 1,16144
7 Steel Research International 2010 1869-344X 1,34524
8 Steel Research International 2011 1869-344X 1,34524
9 Steel Research International 2012 1869-344X 1,34524
10 Materials Manufacturing Processes 2012 1042-6914 0,53
11 IEEE Transactions on Applied Superconductivity 2011 1051-8223 0,529
12 Int J Advanced Manufacturing Technology 2011 0268-3768 0,79400
13 Computers, Materials and Continua 2010 1546-2218 1,363
TOTAL PUBLICATE 21,1832
ACCEPTATE
14 Journal of Numerical Analysis 2012 0036-1429 1,956
15 Applied Mathematical Modelling 2012 0307-904X 1,66667
22 Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2012 1003-6326 0,80357
16 Proceedings of the Romanian Academy-A 2012 1454-9069 0
TOTAL ACCEPTATE 24,8059
TRIMISE SPRE PUBLICARE
17 International Journal of Solids and Structure 2012 0020-7683 1,82192
18 Journal of Mechanics and Physics of Solids 2012 0022-5096 4,51613
19 Mathematics and Mecanics of Solids 2011 1081-2865 1,08615
20 International Journal of Materials Research 2012 2,006
21 Mechanics of Advanced Materials and Structures 2012 1537-6494 1,07948
23 Int J Computer Integrated Manufacturing 2012 0951-192X 0,66
TOTAL TRIMISE 36,7791
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
• Introducere
• Obiectivele proiectului
• Planul de realizare al proiectului
• Rezultate semnificative obtinute
• Echipamente achizitionate
• Criteriile minime de performanta. Diseminare
• Impactul rezultatelor obtinute
• Pagina de web a proiectului
Structura prezentarii
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
• Universitatea din Stuttgart, Germania
• Universitatea de Tehnologie din Tokyo, Japonia
• Universitatea POSTECH, Corea de Sud
• Universitatea Catolica din Leuven, Belgia
• Universitatea ETH Zurich, Elvetia
• Firma AUTOFORM, Zurich, Elvetia
• Firma Daimler, Stuttgart, Germania
Dezvoltarea de colaborari internationale
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Implementarea modelelor BBC in programul AUTOFORM 2005-2012
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Platforma UMMDp a Asociatiei Japoneze de Analiza Neliniara CAE(JANCAE)
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Impactul rezultatelor obtinute in domeniul modelarii comportarii anizotrope
in opinia Asociatiei Japoneze de Analiza Neliniara in CAE (JANCAE)
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
• Introducere
• Obiectivele proiectului
• Planul de realizare al proiectului
• Rezultate semnificative obtinute
• Echipamente achizitionate
• Criteriile minime de performanta. Diseminare
• Impactul rezultatelor obtinute
• Pagina de web a proiectului
Structura prezentarii
Conferinta Nationala a Cercetarii si Inovarii
Bucuresti, 7-9 Noiembrie 2012
Pagina de web a proiectului