اثر سه محوره تنش منفی و زاویه لود بر رفتار شکست نرم فولاد ST-37

Abstract

در این مقاله اثر سه محوره تنش منفی بر روی کرنش شکست مورد بررسی قرارگرفته است. در ابتدا، مدل هندسی برای نمونه‌ها با سه محوره منفی به دست آمد. نمونه‌ها از جنس فولاد ST-37 ساخته شدند. برای بدست آوردن سه محوره تنش در آزمون تک‌محوری فشار، هندسه قطعات به نوعی طراحی شدند که از انجام آزمون چندمحوری جلوگیری کند. نمونه دمبلی برای سه محوره مثبت و نمونه‌های مستطیلی به همراه حفره بیضوی برای سه‌محوره منفی ساخته شدند. سپس آزمون‌های کشش و فشار به‌منظور دستیابی کرنش شکست انجام شد. آزمون کشش و فشار توسط نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس شبیه‌سازی شدند. علاوه بر نتایج دستگاه کشش، از روش همبستگی تصویری دیجیتال برای به دست آوردن مقادیر کرنش و اعتبارسنجی نتایج شبیه‌سازی استفاده شد. شکل و نحوه آسیب نمونه‌های مختلف پس از آزمون و شبیه‌سازی باهم مقایسه شدند که نحوه شکست در هر دو روش یکسان بود. کانتورهای کرنش روش اجزای محدود و همبستگی تصویری دیجیتال با هم مقایسه شدند و مشاهده شد که مقدار کرنش هر دو روش با یکدیگر تطابق دارند. برای بررسی اثر سه محوره تنش منفی مقادیر کرنش شکست به‌دست‌آمده از آزمون‌های تجربی و شبیه‌سازی‌های عددی برحسب سه محوره تنش، زاویه لود بی‌بعدشده و ناوردای سوم رسم شدند. مشاهده شد که در هر دو روش تجربی و عددی، با کاهش مقدار سه محوره تنش منفی، ابتدا مقدار کرنش شکست کاهش‌یافته و سپس افزایش می‌یابد.