تعیین تجربی پارامترهای مدل آسیب نرم آلومینیوم 5083 و به‌کارگیری عددی مدل کالیبره‌شده

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

2 مدرس مدعو، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

3 دانشجو کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی، دانشگاه صنعتی کرمانشاه، کرمانشاه، ایران

چکیده

در این پژوهش رفتار مکانیکی و پدیده آسیب نرم آلیاژ آلومینیوم 5083 مطالعه شده و رابطه بین کرنش شکست و وضعیت تنش در محل گسیختگی، بر اساس مدل‌های آسیب کلاسیک جانسون-کوک، مدل رایس-تریسی و مدل هوپوترا ارائه گردیده‌است. بر اساس نتایج در محدوده نسبت تنش سه محوره مطالعه شده، تفاوت بین نتایج مدل‌ها ناچیز است و با دقت مناسب از هر کدام می‌توان استفاده کرد. کالیبره کردن مدل‌ها با استفاده از آزمون‌های تجربی بر روی نمونه‌های تخت و تخت شیاردار و با هدف ایجاد نسبت های تنش سه محوره‌ مختلف در محل شیار، انجام شده است. با هدف بررسی نتایج مدل به‌دست آمده، مسئله در محیط نرم افزار المان محدودآباکوس شبیه‌سازی شده و نتایج آن با آزمون‌های تجربی مقایسه شده‌است. نتایج شبیه‌سازی‌های عددی و تجربی از همخوانی بسیار خوبی برخوردار بودند و بر اساس نتایج، مدل استخراج شده می‌تواند نیروی بیشینه را با حداکثر خطایی کمتر از 2.5% محاسبه کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  1. Shrot, A. and M. Bäker, Determination of Johnson–Cook parameters from machining simulations. Computational Materials Science, 2012. 52(1): p. 298-304.
  2. Gambirasio, L. and E. Rizzi, On the calibration strategies of the Johnson–Cook strength model: Discussion and applications to experimental data. Materials Science and Engineering: A, 2014. 610: p. 370-413.
  3. Gambirasio, L. and E. Rizzi, An enhanced Johnson–Cook strength model for splitting strain rate and temperature effects on lower yield stress and plastic flow. Computational Materials Science, 2016. 113: p. 231-265.
  4. Rice, J.R. and D.M. Tracey, On the ductile enlargement of voids in triaxial stress fields∗. J. the Mech. Phys. Solid., 1969. 17(3): p. 201-217.
  5. Bai, Y., X. Teng, and T. Wierzbicki, On the Application of Stress Triaxiality Formula for Plane Strain Fracture Testing. J. Eng. Mater. Tech., 2009. 131(2).
  6. Bai, Y. and T. Wierzbicki, A new model of metal plasticity and fracture with pressure and Lode dependence. International J. Plastic., 2008. 24(6): p. 1071-1096.
  7. Bao, Y. and T. Wierzbicki, On fracture locus in the equivalent strain and stress triaxiality space. Int. J. Mech. Sci., 2004. 46(1): p. 81-98.
  8. Hooputra, H., et al., A comprehensive failure model for crashworthiness simulation of aluminium extrusions. Int. J. of Crashworthiness, 2004. 9(5): p. 449-464.
  9. Bobbili, R. and M. Vemuri, A Modified Johnson-Cook Model for FeCoNiCr high entropy alloy over a wide range of strain rates. Materials Letters, 2018. 218.
  10. Milani, A.S., et al., An improved multi-objective identification of Johnson–Cook material parameters. Int. J. Impact Eng., 2009. 36(2): p. 294-302.
  11. Majzoobi, G.H. and F.R. Dehgolan, Determination of the constants of damage models. Procedia Engineering, 2011. 10: p. 764-773.
  12. Banerjee, A., et al., An Experimental Determination of Johnson Cook Material and Failure Model Constants for Armour Steel. Applied Mechanics and Materials, 2014. 592-594: p. 990-995.

 

  1. Banerjee, A., et al., Determination of Johnson cook material and failure model constants and numerical modelling of Charpy impact test of armour steel. Materials Science and Engineering: A, 2015. 640: p. 200-209.
  2. Buzyurkin, A.E., I.L. Gladky, and E.I. Kraus, Determination and verification of Johnson–Cook model parameters at high-speed deformation of titanium alloys. Aerospace Science and Technology, 2015. 45: p. 121-127.
  3. Zhang, X., R. Shivpuri, and A.K. Srivastava. Microstructure Sensitive Flow Stress Based on Self Consistent Method. in ASME 2016 11th International Manufacturing Science and Engineering Conference. 2016.
  4. Liu, J., Y. Bai, and C. Xu, Evaluation of Ductile Fracture Models in Finite Element Simulation of Metal Cutting Processes. J. Manufac. Sci. Eng., 2013. 136(1).
  5. Mashayekhi, M. and S. Ziaei-Rad, Identification and validation of a ductile damage model for A533 steel. J. Mater. Proc. Tech., 2006. 177(1): p. 291-295.
  6. Ribeiro, J., A. Santiago, and C. Rigueiro, Damage model calibration and application for S355 steel. Procedia Structural Integrity, 2016. 2: p. 656-663.
  7. Wierzbicki, T., et al., Calibration and evaluation of seven fracture models. Int. J. Mech. Sci., 2005. 47(4): p. 719-743.
  8. Hancock, J.W. and A.C. Mackenzie, On the mechanisms of ductile failure in high-strength steels subjected to multi-axial stress-states. J. the Mech. Phys. Solids, 1976. 24(2): p. 147-160.
  9. Lee, Y.-W., Fracture prediction in metal sheets. 2006.
مکانیک سازه ها و شاره ها
دوره 14، شماره 2
خرداد و تیر 1403
صفحه 127-138

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار