پیش‌بینی رفتار شکست آلومینیوم 6061-T6 با استفاده از معیار GTN توسعه‌یافته

Abstract

در این مقاله، توسط معیار شکست GTN و تأثیر تکامل آن، دقت پیش‌بینی شکست مورد بررسی قرار گرفت. به‌منظور بررسی حالت‌های تنش، سه آزمون کالیبراسیون کشش تک‌محوری، کشش برشی و کشش کرنش صفحه‌ای برای کالیبراسیون معیار شکست و همچنین تعیین دقت معیار در پیش‌بینی شکست به کار گرفته شدند. برای مدل‌سازی رفتار شکست در آلومینیوم 6T-6061، معیار شکست نرم GTN توسعه‌یافته، از طریق روش ترکیبی تجربی-شبیه‌سازی کالیبره شد. نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس به‌منظور شبیه‌سازی فرایند استفاده شد و معیارهای شکست توسط زیر برنامه VUMAT به این نرم‌افزار اضافه شدند. مقادیر نیرو-جابجایی و طول کورس شکست در آزمون‌های تجربی، به‌منظور صحت‌سنجی نتایج عددی و بررسی دقت معیار مورد استفاده قرار گرفت. مطابق با نتایج، کالیبراسیون با استفاده از آزمون کشش تک‌محوری و کشش برشی، شکست را به‌طور میانگین با خطای 6/17 درصد پیش‌بینی می‌کند درحالی‌که معیار اصلی GTN قادر به پیش‌بینی شکست در آزمون کشش برشی نمی‌باشد و میزان خطا در رابطه با آزمون کشش کرنش صفحه‌ای به 24 درصد می‌رسد. به‌منظور بررسی رفتار شکست آلومینیوم 6T-6061 و صحت‌سنجی معیار کالیبره شده در فرایند پیچیده‌تر و غیر از آزمون‌های کشش، آزمون خم‌کاری U شکل انجام شد. مشخص شد که معیار GTN توسعه‌یافته می‌تواند شروع شکست را در فرآیند خم‌کاری U شکل با خطای 3 درصد پیش‌بینی کند.