شبیه‌سازی عددی رفتار الاستوپلاستیک و رشد آسیب فلزات در تنش‌های سه‌محوری مختلف

Abstract

نظریه مکانیک آسیب محیط‌های پیوسته با رویکردی پدیدارشناختی در پیش‌بینی پدیده‌ی شکست مواد به کارگرفته می‌شود. از آ‌ن‌جایی که هر ماده رفتار مخصوص به خود را دارد، یافتن نحوه رفتار آسیب فلزات پرکاربرد اهمیت ویژه‌ای دارد. در این تحقیق دو مدل آسیب گنجیانی و بونورا، برای تحلیل رفتار الاستوپلاستیک ‌آسیب چند فلز از طریق نوشتن زیربرنامه VUMAT در نرم‌افزار آباکوس، انجام شبیه‌سازی و مقایسه با داده‌های تجربی موجود در منابع، استفاده شده است. جزئیات انتگرال گیری صریح و الگوریتم حل ارائه شده است. همچنین، به دلیل اینکه کرنش‌ها در محدوده تغییر شکل‌های بزرگ بوده‌اند، از روابط مربوط به تغییر شکل‌های بزرگ استفاده شده ‌است. در یافتن ثوابت مدل‌ها از نمودارهای تنش-کرنش، آسیب-کرنش و کرنش شکست-تنش سه‌محوری استفاده شده است. پس از انجام شبیه‌سازی به کمک نمودار نیرو-جابه‌جایی که تطابق خوبی با نمودار تجربی برای هر فلز داشته‌اند، صحت عملکرد تایید شده است. در حالت کلی ثوابت طی یک فرایند آزمون و خطا طوری مشخص گردیدند که برازش منحنی بهینه انجام گرفته باشد. فلزات مورد بررسی فولاد 1045، آلومینیوم 351T-2024 و فولاد 130HY بودند. برای دو فلز اول آزمون کشش ساده و برای فولاد 130HY آزمون‌ خمش سه نقطه‌ای شبیه‌سازی شده است و نمودار نیرو-جابه‌جایی حاصل با نمودار تجربی نظیر مقایسه شده‌ است.