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Modelling of the blanking process of high-carbon steel using Lemaitre damage model - 11/07/18

Doi : 10.1016/j.crme.2018.05.003 
Kerim Isik a, , Yoshinori Yoshida b , Lin Chen c , Till Clausmeyer a , A. Erman Tekkaya a
a Institute of Forming Technology and Lightweight Components, TU Dortmund University, Baroper Str. 303, 44227 Dortmund, Germany 
b Center for Advanced Die Engineering and Technology (G-CADET), Gifu University, 1-1 Yanagido, 501-1193 Gifu, Japan 
c CW Bearing GmbH, Am Neumarkt 34/36, 22041 Hamburg, Germany 

Corresponding author.

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Abstract

This paper presents a methodology to model a blanking process using a continuum mechanical damage model. A variant of the Lemaitre model, in which the quasi-unilateral conditions are taken into consideration to modify the damage behavior under compressive stress states, is selected as material model. S45C high-carbon steel is analyzed experimentally. To characterize the damage behavior of the material, notched round bar tensile tests with three different notch radii (6 mm, 10 mm, and 20 mm) using image analysis are performed. Using digital image processing, the strain at the deformation zone can be computed for the load–strain curves. Those curves are used as an objective function to determine the parameters of the Lemaitre damage model. The experimental results are compared with the results of the FE analysis of the tensile test. The identified model parameters are used in numerical investigations of axisymmetric blanking. The effect of the model's extension to quasi-unilateral damage evolution is discussed. The crack progress in high-carbon steel sheet during blanking and the final sheared part morphology are predicted and compared with the experimental results. Sheared surface and burr height obtained by the analysis coincide with the results of the blanking experiment.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Damage model, Parameter identification, Blanking, Shear fracture


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Vol 346 - N° 8

P. 770-778 - août 2018 Retour au numéro
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