تحلیل تجربی و عددی اثر سه‌محوره‌ی تنش و زاویه‌ی لود بر شکست نرم آلیاژ تیتانیوم

Abstract

در این مقاله، تأثیر سه‌محوره تنش و زاویه لود بر شکل‌پذیری آلیاژ تیتانیوم درجه دو مورد بررسی قرار گرفته است. برای این تحقیق، چهار نمونه با هندسه‌های مختلف شامل نمونه‌های دمبلی‌شکل، شیاردار و دو نمونه برشی طراحی و ساخته شد. آزمایش کشش تک‌محوره در دمای محیط بر روی این نمونه‌ها انجام پذیرفت. از نمونه دمبلی‌شکل برای استخراج خواص مکانیکی آلیاژ تیتانیوم استفاده شد. شبیه‌سازی‌ها در نرم‌افزار آباکوس صورت گرفت و رفتار شکست نمونه‌ها تا پایان ناحیه پلاستیک تحلیل گردید. برای مطابقت نمودارهای نیرو-جابجایی، معادله ترکیبی سویفت و چند جمله‌ای مرتبه چهار به‌کار گرفته شد. مقایسه نتایج آزمایشات تجربی و شبیه‌سازی با آباکوس نشاندهنده تطابق خوبی بین نمودارها تا انتهای ناحیه پلاستیک است. در این تحقیق، سه‌محوره تنش برای چهار نمونه مختلف بین صفر تا 5/0 متغیر بود. به‌طور خاص، برای یکی از نمونه‌های برشی سه‌محوره تنش عدد صفر و برای دیگر نمونه برشی 0/2 به‌دست آمد. همچنین، سه‌محوره تنش برای نمونه دمبلی‌شکل و شیاردار به ترتیب 0/33 و 0/5 ثبت شد. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهند که نزدیکی سه‌محوره تنش به صفر منجر به شکست برشی در آزمایشات می‌شود و روند تغییرات زاویه لود نیز تأثیر متناظری بر کرنش شکست دارد.