پارامترهای مدل خسارت GTN برای شبیه سازی شکست نرم در آلیاژ آلومینیم O-5083

Abstract

در میان مدل‌های مختلف شکست نرم، مدل خسارت گارسون-تورگارد-نیدلمن (GTN) بدلیل در نظر گرفتن سه مرحله جوانه‌زنی، رشد و انعقاد حفرات در حین تغییر شکل پلاستیک کاربرد وسیعی دارد. مسائل مهم در این مدل محاسبه دقیق پارامترهای آن می‌باشد که در روش-های تجربی بسیار وقت‌گیر و پرهزینه است. لذا برای این منظور از روش‌های شبیه سازی اجزای محدود استفاده می‌شود. در نرم‌افزار آباکوس مدل پلاستیسیته فلزات متخلخل، مکانیزم انعقاد حفرات را در نظر نمی‌گیرد و با تکیه بر دو مرحله‌ی جوانه‌زنی و رشد حفرات مسائل را تحلیل می‌کند. این موضوع سبب بروز خطا در نتایج انتهایی ناشی از انعقاد حفرات می‌شود. در این پژوهش کشش تک‌محوره آلیاژ آلومینیم O-5083 به کمک مدل خسارت GTN شبیه‌سازی شده است. شبیه‌سازی با بکارگیری روش المان محدود از طریق زیرروال UMAT برای نرم‌افزار آباکوس صورت گرفت. پارامترهای مدل خسارت GTN آلیاژ O-5083 با تطبیق منحنی تنش-کرنش مهندسی حاصل از آزمایش تجربی و منحنی شبیه‌سازی شده برآورد شد. نتایج نشان داد که کد نوشته شده از طریق زیرروال UMAT علاوه بر اینکه منجر به بهبود شبیه‌سازی مدل خسارت GTN در نرم‌افزار آباکوس شده، پیش‌بینی قابل قبولی از پارامترهای مدل GTN بدست می‌دهد.