اثر سه محوره تنش منفی و زاویه لود بر رفتار شکست نرم فولاد اس‌تی-37

در این مقاله اثر سه محوره تنش منفی بر روی کرنش شکست مورد بررسی قرارگرفته است. در ابتدا، مدل هندسی برای نمونه‌ها با سه محوره تنش منفی به دست آمد. نمونه‌ها از جنس فولاد اس‌تی-37 ساخته شدند. برای به دست آوردن سه محوره تنش منفی در آزمون تک‌محوری فشار، هندسه قطعات به نوعی طراحی شدند که از انجام آزمون چندمحوری جلوگیری می‌کند. آزمون‌های کشش و فشار به‌منظور دستیابی کرنش شکست بر روی آن‌ها انجام شد. آزمون کشش و فشار توسط نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس شبیه‌سازی شدند. از روش همبستگی تصویری دیجیتال برای به دست آوردن مقادیر کرنش و اعتبارسنجی نتایج شبیه‌سازی استفاده شد. شکل و نحوه آسیب نمونه‌های مختلف پس از آزمون و شبیه‌سازی باهم مقایسه شدند که نحوه شکست در هر دو روش یکسان بود. کانتورهای کرنش روش اجزای محدود و همبستگی تصویری دیجیتال با هم مقایسه شدند و مشاهده شد که مقدار کرنش هر دو روش با یکدیگر تطابق دارند. مقادیر کرنش شکست برحسب سه محوره تنش، زاویه لود بی‌بعدشده و ناوردای سوم رسم شدند. در هر دو روش تجربی و عددی، با کاهش مقدار سه محوره تنش منفی، ابتدا مقدار کرنش شکست کاهش‌یافته و سپس افزایش می‌یابد.

the effect of negative stress triaxiality and lode angle on ductile fracture of st-37

in this article, the effect of negative stress triaxiality on the fracture strain has been studied. first, the geometric model was obtained for samples with three negative stress triaxialities. to obtain negative stress triaxialities in the uniaxial compression test, the geometry of samples was designed somehow that prevent multiaxial tests. samples were manufactured from st-37 steel. then tensile and compression tests were performed on them in order to obtain the fracture strain. tensile and compression tests were simulated by abaqus software. the digital image correlation method was used to obtain the strain values and validate the simulation results. the shape and damage mode of different samples were compared after the test and simulation in which the mode of fracture was the same in both methods. the strain contours of the finite element method and digital image correlation were compared and it was observed that the strain values of both methods match each other. the fracture strains were depicted in terms of stress triaxialities, the normalized lode angle, and the third invariant. in both experimental and numerical methods, by decreasing the amount of negative stress triaxiality, the amount of fracture strain first decreases and then increases.