مدل آسیب میکرومکانیکی برای پلاستیسیته‌ مواد به‌منظور پیش‌بینی ‏شکست تحت بارهای برشی

Abstract

در این مقاله به مدل مکانیک آسیب مبتنی بر میکرومکانیک ‏GTN‏ جهت اضافه کردن قابلیت پیش‌بینی و محاسبه آسیب تحت بارهای برشی پرداخته‌شده؛ تا از ‏آن به‌منظور مدل‌سازی آسیب و شکست در شریطی که بارهای برشی و آسیب برشی غالب است استفاده گردد. در توسعه‌ مدل ‏GTN‏ ، نظر به اینکه آسیب‌های مختلف ‏مفاهیم فیزیکی و اثرات تضعیف متفاوتی دارند لذا یک پارامتر آسیب برشی مستقل و مجزا به‌عنوان تابعی از کرنش پلاستیک معادل ماتریس ارائه گردید. مدل آسیب ‏GTN‏ اصلاح‌شده با توسعه‌ کد ‏VUMAT‏ در محیط نرم‌افزار آباکوس پیاده‌سازی شد. جهت استفاده از مدل ‏GTN‏ ‏ توسعه داده‌شده در قالب ‏VUMAT‏ برای آنالیز ‏آسیب، 16 پارامتر ورودی مدل برای ماده موردمطالعه تعیین گردید. پس از طی توسعه‌ مدل، توسعه‌ کد و تعیین پارامترهای ورودی برای آن، ابتدا مدل اصلاح‌شده‌ بر ‏روی تک المان آزمایش شد. بررسی نتایج نشان داد که جواب‌های مدل توسعه داده‌شده مطابقت کاملی با نتایج مدل ‏GTN‏ ‏ پایه و روابط تحلیلی به ترتیب تحت ‏بارگذاری‌های کششی و برشی دارد. درنهایت مدل توسعه داده‌شده در بارگذاری برشی و روی نمونه‌ برشی مورد آزمایش قرار گرفت. مشاهده گردید مدل اصلاح‌شده تحت ‏بارگذاری برشی ضعف مدل ‏GTN‏ ‏ پایه را رفع کرده و به‌خوبی بروز آسیب و تضعیف خواص مکانیکی ماده را تحت شرایط برشی حاکم پیش‌بینی می‌کند.‏