بررسی آزمایشگاهی و عددی شکست آلیاژ آلومینیوم 5083 به‌وسیله نمونه صلیبی تحت بارگذاری دومحوره

Abstract

این مقاله به مطالعه آزمایشگاهی و عددی شکست ورق آلیاژ آلومینیوم 5083، تحت کشش تک‌محوره و دومحوره می‌پردازد. برای بررسی رفتار شکست دومحوره، نمونه‌های کشش دومحورۀ صلیبی، طبق مدل لیونل، به‌روش‌های ماشینکاری و الکترو-شیمیایی، ساخته شده و به‌روش قلم‌زنی الکترو-شیمیائی شبکه‌بندی شداند. یک سازواره وابسته کشش دومحوره طراحی و به‌روش‌های ماشین‌کاری با دقت به‌نسبت بالاساخته شد. با استفاده از این سازواره وابسته کشش دومحوره و استقرار آن بر دستگاه کشش/فشار تک‌محوره اینسترون-1343، آزمون‌های تجربی دومحوره در دمای محیط و با نرخ کرنش متوسط 0.0003 بر ثانیه انجام شداند. برای شبیه‌سازی رفتار شکست از شبیه‌سازی اجزای محدود با در نظر گرفتن شرایط آسیب از نرم‌افزار آباکوس استفاده شد. در این مطالعه، چگونگی آغاز و توسعه شکست ماده، موقعیت شکست روی نمونه و در مقطع آزمون آن و نمودار نیروی روی بازوهای نمونه به‌صورت کیفی و کمّی بررسی و نتایج تجربی و شبیه‌سازی مقایسه شدند. نتایج تجربی نشان می‌دهند که شکست در مرکز نمونه اتفاق نمی‌افتد. بلکه در ناحیه مقطع آزمون و در راستای گوشه‌های نمونه رخ می‌دهد. در نزدیکی بازوهای نمونه و در مقطع آزمون، کرنش‌ها حداقل بوده و گرادیان تنش به‌سمت مقطع آزمون در راستای گوشه‌ها است. همبستگی بسیار خوبی بین نتایج شبیه‌سازی و آزمایشگاهی برای موقعیت بروز شکست در مقطع آزمون، چگونگی شکست در آستانه و پس از آن، نیروهای بازوها دیده شد.