Numerical treatment of cosserat based rate independent strain gradient plasticity theories
La tendencia actual hacia la miniaturizacin̤ en la industria de la microelectrn̤ica ha impulsado el desarrollo de teora̕s destinadas a explicar el comportamiento de los materiales a pequeą escala. En el caso particular de los metales, recientemente se ha empleado una clase de teora̕s de mecǹica co...
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| Format: | Book |
| Language: | English |
| Subjects: | |
| Online Access: | Numerical treatment of cosserat based rate independent strain gradient plasticity theories |
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| Summary: | La tendencia actual hacia la miniaturizacin̤ en la industria de la microelectrn̤ica ha impulsado el desarrollo de teora̕s destinadas a explicar el comportamiento de los materiales a pequeą escala. En el caso particular de los metales, recientemente se ha empleado una clase de teora̕s de mecǹica continua no cls̀ica disponibles para explicar la amplia gama de comportamiento observado en la escala micromťrica. El uso prc̀tico de las teora̕s propuestas sigue siendo limitado debido a problemas en su implementacin̤ numřica. Primero, en formulaciones de elementos finitos basadas en desplazamiento, aparece la necesidad de r̤denes superiores de continuidad en las funciones de forma de interpolacin̤ para mantener la tasa de convergencia en el refinamiento de la malla. Esta limitacin̤ impone fuertes restricciones en las geometra̕s de los elementos disponibles. Segundo, Los modelos constitutivos inels̀ticos disponibles para aplicaciones a pequeą escala se han convertido en formulaciones de teora̕ de la deformacin̤ que limitan el conjunto de problemas a los que presentan una carga proporcional n͠icamente. En este artc̕ulo se hacen dos contribuciones para el caso particular de un continuo de pareja de Cosserat. Primero describe un esquema numřico basado en un enfoque de funcin̤ de penalizacin̤ / integracin̤ reducida que permite el tratamiento adecuado de los třminos de orden superior presentes en teora̕s similares a Cosserat. Este esquema da como resultado un nuevo elemento finito que se puede implementar directamente en cd̤igos comerciales de elementos finitos. En segundo lugar, se propone una teora̕ del flujo de la plasticidad que incorpora efectos de tamaǫ para el caso de materiales independientes de la velocidad que superan las limitaciones de las formulaciones de la teora̕ de la deformacin̤. El modelo constitutivo y su correspondiente algoritmo de integracin̤ temporal se acoplan al nuevo elemento finito propuesto y se implementan en forma de una subrutina de elementos de usuario en el cd̤igo comercial ABAQUS. La validez del enfoque se muestra mediante simulaciones numřicas del experimento de microdoblado en lm̀inas delgadas de nq̕uel descrito en la bibliografa̕. |
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| ISBN: | 2256-4314 (Versin̤ electrn̤ica); 1794-9165 (Versin̤ impresa) |