Identifikace parametrů pro materiálový model Gissmo pro expl. řešič LS-Dyna

Abstract

Cílem této práce je definovat metodiku pro tvorbu a kalibraci materiálového modelu GISSMO (Generalized Incremental Stress-State Dependent Damage Model) v LS-DYNA, umožňující přesnou simulaci porušení materiálu při různých podmínkách zatížení. Studie kombinuje teoretický průzkum, experimentální testování a numerickou simulaci za účelem vytvoření strukturovaného přístupu k vývoji modelu GISSMO. Fyzikální experimenty, včetně malých tahových, vrubových a smykových zkoušek, byly provedeny za účelem shromáždění dat pro kalibraci klíčových parametrů, jako jsou DMGEXP, FADEXP, ECRIT a LCREGD. Tyto parametry byly iterativně zpřesňovány, aby byly výsledky simulace sladěny s experimentálními pozorováními se zaměřením na kritický vztah mezi triaxiálním napětím a plastickou deformací. Kromě toho byla analyzována závislost sítě s implementací LCREGD pro zajištění konzistence napříč různými velikostmi sítě. Práce řeší několik problémů, včetně omezených testovacích možností, citlivosti sítě a vzájemných závislostí parametrů, které komplikovaly proces kalibrace. K překonání těchto problémů studie zdůrazňuje potenciál automatizovaných simulačních nástrojů a pokročilých testovacích technik pro budoucí aplikace. Tento výzkum poskytuje strukturovanou metodologii pro tvorbu modelu GISSMO s důrazem na identifikaci parametrů, kalibraci a validaci. Zjištění přispívají k pokroku v přesnosti a spolehlivosti simulací porušení materiálu a podporují lepší konstrukční návrh a analýzu.

The aim of this thesis is to define a methodology for creating and calibrating the GISSMO (Generalized Incremental Stress-State Dependent Damage Model) material model in LS-DYNA, enabling accurate simulation of material failure under various loading conditions. The study combines theoretical exploration, experimental testing, and numerical simulation to establish a structured approach to GISSMO model development. Physical experiments, including small tensile, notched tensile, and shear tests, were conducted to gather data for calibrating key parameters such as DMGEXP, FADEXP, ECRIT, and LCREGD. These parameters were iteratively refined to align simulation results with experimental observations, focusing on the critical relationship between stress triaxiality and plastic strain. Additionally, mesh dependency was analyzed, with LCREGD implemented to ensure consistency across varying mesh sizes. The thesis addresses several challenges, including limited testing facilities, mesh sensitivity, and parameter interdependencies, which complicated the calibration process. To overcome these issues, the study highlights the potential of automated simulation tools and advanced testing techniques for future applications. This research provides a structured methodology for GISSMO model creation, emphasizing parameter identification, calibration, and validation. The findings contribute to advancing the accuracy and reliability of material failure simulations, supporting improved engineering design and analysis.