Abstract This paper discusses the influence of the type of stress-strain state on the fracture prediction accuracy of AA7108-T6 aluminum alloy in numerical simulation. The plasticity curve of the extruded profile, approximated using the plasticity condition of Barlatt et al. demonstrates that plane deformation in the direction of maximum stress produces a stress state with a principal stress ratio close to nearly uniform biaxial tension. Nevertheless, the experimental tests showed significant differences in the fracture strain values. This indicates the necessity to take into account not only the nature of the stress state, but also the peculiarities of the deformed state when predicting the fracture of materials. The obtained results emphasize the importance of an integrated approach in the development of fracture criteria and the construction of combined models.

In order to improve the accuracy of prediction, a combined model of tear-off fracture was developed, in which the character of the stress-strain state is described by a certain parameter. In this case, the fracture plane is oriented perpendicular to the direction of maximum normal stress. A combined model of shear fracture is also presented, in which fracture occurs along the plane of action of maximum tangential stresses, taking into account the corresponding parameter of the stress-strain state.

The dynamic fracture diagrams obtained by the developed models were compared with the test results of various specimens.

The models demonstrate a high degree of correspondence with experimental data, confirming their applicability for the description of complex loading modes. The results emphasize the effectiveness of the combined approach to fracture modeling and its prospects for further research and engineering applications.

КОМБІНОВАНІ МОДЕЛІ РУЙНУВАННЯ ПЛАСТИЧНИХ МАТЕРІАЛІВ

Анотація. В даній роботі розглядається вплив виду напружено-деформованого стану на точність прогнозу руйнування алюмінієвого сплаву AA7108-T6 під час чисельного моделювання. Крива пластичності пресованого профілю, апроксимована з використанням умови пластичності Барлата та ін., демонструє, що в разі плоского деформування в напрямі максимального напруження формується напружений стан із відношенням головних напружень, близьких практично до рівномірного двовісного розтягу. Проте експериментальні випробування показали істотні відмінності в значеннях деформації руйнування. Це вказує на необхідність враховувати не тільки характер напруженого стану, а й особливості деформованого стану при прогнозуванні руйнування матеріалів. Отримані результати підкреслюють важливість комплексного підходу під час формування критеріїв руйнування та побудови комбінованих моделей.

З метою підвищення точності прогнозу було розроблено комбіновану модель руйнування відривом, у якій характер напружено-деформованого стану описується певним параметром. При цьому площину руйнування орієнтовано перпендикулярно до напрямку максимального нормального напруження. Також представлено комбіновану модель руйнування зрізом, у якій руйнування відбувається за площиною дії максимальних дотичних напружень, з урахуванням відповідного параметра напружено-деформованого стану.

Проведено зіставлення динамічних діаграм руйнування, отриманих за розробленими моделями, з результатами випробувань різних зразків.

Моделі демонструють високий ступінь відповідності експериментальним даним, підтверджуючи їхню застосовність для опису складних режимів навантаження. Результати підкреслюють ефективність комбінованого підходу до моделювання руйнування і його перспективність для подальших досліджень та інженерного застосування.