Analys av en plåt av höghållfast stål: Simulering av falltest och bestämning av restspänningar

In this study a finite element model has been created in ABAQUS/Standard in order to replicate impact tests performed by SSAB and to determine residual stresses in a plate. Uniaxial tensile tests have been done in order to determine the plastic behaviour of a high strength steel from the manufacturer SSAB and to determine whether the material can be assumed to be isotropic. Test specimens in the rolling and cross-rolling direction were cut out from an undeformed plate. The data was fit to a Voce hardening law which showed that the material is not isotropic due to different initial yield stresses. However, the hardening curve can be regarded as isotropic due to small differences between the rolling and cross-rolling direction. Vickers hardness tests have been done on three test specimens cut out from a deformed plate which has been used in the impact tests at SSAB. These Vickers hardness tests have been done in order to verify the finite element model. The Vickers hardness determined from experiments was compared to the calculated Vickers hardness from the finite element simulation. The comparison showed good agreement between experiments and simulations seeing that they follow the same trend. This indicate that the finite element model is a good numerical method to determine residual stresses in high strength steels subjected to significant plastic deformation.I denna studie har en finita elementmodell skapats i ABAQUS/Standard för att replikera falltest utförda av SSAB samt för att bestämma restspänningar i en platta. Enaxliga dragprov har gjorts för att bestämma det plastiska beteendet för ett höghållfast stål från tillverkaren SSAB och för att avgöra om materialet kan betraktas som isotropt. Provstavar längs valsningsriktningen och tvärs valsningsriktningen skars ut från en odeformerad platta. Datapunkterna från dragproven var anpassade till en Voce hårdnandelag som visade att materialet inte är isotropt då den initiala flytspänningen är olika i de två valsningsriktningarna. Sann spänning-töjningskurvan kunde däremot betraktas som isotrop då skillnaden längs valsningsriktningen och tvärs valsningsriktningen är liten. Vickers hårdhetstester har gjorts på tre provstavar som skurits ut från en deformerad platta som har använts i falltest på SSAB. Dessa Vickers hårdhetstester har utförts för att verifiera finita elementmodellen. Vickers-hårdheten från experiment jämfördes med den beräknade Vickers-hårdheten från den finita elementsimuleringen. Jämförelsen visade god överensstämmelse mellan experiment och simuleringar eftersom de följde samma trend. Detta indikerar att den finita elementmodellen är en bra numerisk metod för att bestämma restspänningar i höghållfasta stål utsatta för betydande plastisk deformation