شبیه‌سازی عددی رفتار الاستوپلاستیک و رشد آسیب فلزات در تنش‌های سه‌محوری مختلف

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشگاه تهران*مهندسی مکانیک

3 کارشناسی ارشد، دانشکده مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.22060/mej.2021.19697.7090
چکیده

نظریه مکانیک آسیب محیط‌های پیوسته با رویکردی پدیدار شناختی در پیش‌بینی پدیده‌ی شکست مواد به کارگرفته می‌‌شود. از آ‌ن‌جایی که هر ماده رفتار مخصوص به خود را دارد، یافتن نحوه رفتار آسیب فلزات پرکاربرد اهمیت ویژه‌ای دارد. در این تحقیق دو مدل آسیب گنجیانی و بونورا، برای تحلیل رفتار الاستوپلاستیک ‌آسیب چند فلز از کدنویسی در نرم‌افزار آباکوس، انجام شبیه‌سازی و مقایسه با داده‌های تجربی موجود در منابع، استفاده شده است. جزئیات انتگرال‌گیری صریح و الگوریتم حل ارائه شده است. همچنین، به دلیل اینکه کرنش‌ها در محدوده تغییرشکل‌های بزرگ بوده‌اند، روابط مربوط به تغییرشکل‌های بزرگ استفاده شده ‌است. در یافتن ثوابت مدل‌ها از نمودارهای تنش-کرنش، آسیب-کرنش و کرنش شکست-تنش سه‌محوری استفاده شده است. پس از انجام شبیه‌سازی به کمک نمودار نیرو-جابه‌جایی که تطابق خوبی با نمودار تجربی برای هر فلز داشته‌اند، صحت عملکرد تأیید شده است. در حالت کلی ثوابت طی یک فرایند آزمون و خطا طوری مشخص گردیدند که برازش منحنی بهینه انجام گرفته باشد. فلزات مورد بررسی فولاد 1045، آلومینیوم 2024-تی‌351 و فولاد اچ‌وای 130 بودند. برای دو فلز اول آزمون کشش ساده و برای فولاد اچ‌وای 130 آزمون خمش سه نقطه‌ای شبیه‌سازی شده است و نمودار نیرو-جابه‌جایی حاصل با نمودار تجربی نظیر مقایسه شده است.