مطالعه‌ی اجزاء محدود پلاستیسیته‌ی بلور رفتار گلویی ورق آلیاژ آلومینیوم تحت اثر تنش ضخامتی

نویسندگان

1 صنعتی شاهرود-مهندسی مکانیک

2 کارشناس ارشد مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک و مکاترونیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

doi
10.22060/mej.2021.19957.7146
چکیده

این مقاله به بررسی اثر تنش ضخامتی ورق بر شکل‌پذیری ورق آلیاژ آلومینیوم با روش المان محدود پلاستیسیته بلور استفاده می‌پردازد. یک رفتار خود-کارسخت‌شوندگی برای سیستم‌های لغزش درنظرگرفته شد. برای پیش‌بینی ایجاد و رشد گلویی، در آزمون کشش تک محوره از معیار بیشینه کرنش برشی برای شروع و تکامل آسیب در مدل رفتاری استفاده شد. برای به کارگیری مدل در ابکوس، یک زیربرنامه بر اساس معادلات ساختاری گسسته‌سازی شده و تکنیک انتگرال‌گیری اویلر پیشرو توسعه یافت. پس از صحت سنجی کد، پارامترهای آن بر اساس نتایج آزمون کشش تک محوره کالیبره شد. برای شبیه سازی آزمون کشش ورق به ضخامت mm 1، حجم نماینده‌ای به ابعاد   3mm 0/5×1/5×3، با توسعه‌ی یک اسکریپت پایتون، به 14790 دانه تقسیم‌بندی و با المان‌های چهاروجهی با ابعاد μm 50 گسسته‌سازی شد. با استفاده از داده‌های تجربی موجود و در نظر گرفتن بافت مناسب برای ورق، جهت‌های بلوری با زوایای اویلر تعیین شد. آزمون کشش تک محوره با در نظر گرفتن فشار در راستای ضخامت روی حجم نماینده انجام شد. نتایج نشان داد، در کشش تک محوره، با اعمال فشار، کرنش محوری لحظه‌ی گلویی رشد کرده، و در نتیجه، گلویی به تأخیر افتاده، شکل‌پذیری بهبود می‌یابد. همچنین، نیروی محوری مورد نیاز برای شکل‌دهی کاهش می‌یابد.