Modeling of damage evolution and martensitic transformation in austenitic steel at cryogenic temperature

In the present work, a constitutive model of materials undergoing the plastic strain induced phase transformation and damage evolution has been developed. The model is based on the linearized transformation kinetics. Moreover, isotropic damage evolution is considered. The constitutive model has been implemented in the finite element software Abaqus/Explicit by means of the external user subroutine VUMAT. A uniaxial tension test was simulated in Abaqus/Explicit to compare experimental and numerical results. Expansion bellows was also modelled and computed as a real structural element, commonly used at cryogenic conditions.

W artykule przedstawiono konstytutywny model materiału podlegającemu przemianie fazowej wywołanej odkształceniami plastycznymi oraz rozwojowi uszkodzeń. Przemiana fazowa opisana jest modelem liniowym. Ponadto, w pracy uwzględniono izotropowy rozwój uszkodzeń. Opis konstytutywny został zaimplementowany w komercyjnym programie Abaqus/Explicit z wykorzystaniem zewnętrznej procedury użytkownika VUMAT. Dokonano symulacji testu jednoosiowego rozciągania w celu porównania wyników eksperymentalnych z numerycznymi. Jako przykład rzeczywistego elementu konstrukcyjnego, pracującego w warunkach temperatur kriogenicznych, dokonano symulacji pracy kompensatora.