An elasto-plastic damage-coupled mesoscopic model for cold-drawn eutectoid steels

Resumen

Las excelentes propiedades mecánicas de los alambres de acero eutectoide trefilados en frío están relacionadas con las particularidades de su microestructura perlítica. La anisotropía derivada de la evolución microestructural de la perlita bajo deformación direccional, junto con los diferentes mecanismos de endurecimiento que actúan sobre ella, hace que modelizar su comportamiento sea todo un reto. Los modelos existentes no logran un compromiso entre una buena descripción de las características microestructurales y su aplicabilidad a escalas por encima de la microscópica. Por otro lado, el efecto del daño sobre el comportamiento mecánico puede modelizarse aplicando la Mecánica del Daño Continuo. En este trabajo, se propone un modelo elasto-plástico de daño que tiene en cuenta las características especiales de la microestructura perlítica en términos de acumulación de daño, comportamiento mecánico y evolución microestructural. El modelo se ha implementado en ABAQUS mediante subrutinas de usuario y su rendimiento se ha evaluado mediante simulaciones de ensayos de tracción uniaxial en un Elemento de Volumen Representativo. La curva tensión-deformación resultante coincide con los datos experimentales de una serie de trefilado de 13 pasadas, con una tasa de endurecimiento muy similar. Además, al acoplar el efecto del daño, se reproduce el efecto de ablandamiento en la respuesta mecánica.