Praca poświęcona jest numerycznemu modelowaniu procesu ciągnienia na zimno specjalnych stopów magnezu z uwzględnieniem mechanizmu pękania w skali mikro. Materiałem do badań są biozgodne stopy magnezu AX30 i MgCa0.8. Ich skład chemiczny został dobrany w taki sposób, by uzyskać optymalną prędkość rozpuszczania się ich w organizmie człowieka. Powstały w ten sposób stopy biozgodne i rozpuszczalne w organizmie człowieka, jednako bardzo niskiej technologicznej plastyczności. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych: badania wytrzymałościowe wykonane w celu wyznaczenia naprężenia uplastyczniającego oraz próby rozciągania in situ mające na celu zbadanie mechanizmu pękania badanych stopów w skali mikro. Na podstawie wyników eksperymentów został opracowany wieloskalowy model numeryczny procesu ciągnienia. Model procesu ciągnienia w skali makro został wykonany za pomocą MES, wykorzystano do tego celu program Drawing2D, a model w skali mikro opiera się na MEB. Model w skali mikro uwzględnia mechanizm pękania po granicach ziaren, zaobserwowany w próbach in situ oraz wpływ orientacji krystalograficznej ziaren na powstawanie mikropęknięć w materiale w trakcie odkształcenia. Opracowany wieloskalowy model ciągnienia pozwala zoptymalizować parametry procesu ciągnienia przy uwzględnieniu mechanizmu pękania w skali mikro. Wyniki obliczeń zostały zweryfikowane eksperymentalnie.
Development of numerical model of cold drawing process for magnesium alloys with considering fracture mechanism in micro scale
The numerical model of cold drawing process with considering the fracture mechanism in micro scale is presented in the work. The material for research were special biocompatible magnesium alloys AX30 and MgCa0.8. The chemical composition of these alloys has been chosen to obtain the optimal time of solubility in human body. The result were alloys with high biocompatibility, but low technological plasticity. The experimental research is presented in work: tensile and upsetting tests (used to calculate the yield stress model) and in situ tensile tests (done for examination the fracture mechanism in micro scale). Basing on the experimental data the multiscale model of drawing process was developed. The macro scale model is done by using FEM and Drawing2D program and the micro scale model use the BEM. The micro scale model consider the intergranular fracture mechanism and crystallographic orientation of the grains. The developed multiscale model allows to optimize the drawing process parameters. The results of calculations was verified in experiments.
