تحلیل میکرومکانیک مدل خرابی فولادهای دوفازی تحت بارگذاری کششی با استفاده از المان‌های حجمی نماینده دوبعدی و سه‌بعدی

Abstract

فولادهای دوفازی از دو فاز نرم فریت و فاز سخت مارتنزیت که در فاز فریت پراکنده‌شده است، تشکیل‌شده‌اند. درگذشته محققین به تحلیل سازوکار شکست فولادهای دوفازی پرداخته‌اند و نمونه‌های تحت کشش تک‌محوره را با استفاده از المان حجمی نماینده دوبعدی مدل کرده‌اند. با توجه به اینکه در المان حجمی نماینده دوبعدی فرضیات ساده کننده‌ای انجام می‌شود، برای تحلیل دقیق‌تر سازوکار های شکست، تحلیل‌های سه‌بعدی المان حجمی نماینده می‌توانند موردتوجه باشند. در این تحقیق به مقایسه‌ی رفتار میکرومکانیکی و سازوکار های خرابی و شکست نمونه‌هایی، با نسبت ضخامت به عرض متفاوت با استفاده از المان حجمی نماینده دوبعدی و سه‌بعدی با استفاده از روش المان‌های محدود پرداخته‌شده است. در این پژوهش آزمایش‌ها در سه مرحله شروع گلویی شدن، پس از گلویی شدن و شکست نهایی تحت کشش تک‌محوره انجام‌شده است و از عکس‌های متالوگرافی و میکروسکوپ الکترونی نیز برای بررسی الگوی تغییر شکل و سازوکار شکست استفاده‌شده است. همچنین با توجه به شکل تقریبی کروی حفره‌ها که در نتایج تجربی مشاهده‌شده و مقایسه‌ی آن با نتایج عددی به‌دست‌آمده از المان حجمی نماینده سه بعدی، محلی شدن تنش هیدرواستاتیکی به‌عنوان نشان‌دهنده محل شکل گیری حفره‌ها در حالت سه‌بعدی در نظر گرفته‌شده است.