مقایسه تجربی و عددی معادلات ساختاری در رفتار فلز مس در نرخ کرنش متوسط با استفاده از فرایند کشش سیم

این مقاله به بررسی میزان صحت پیش بینی رفتار مواد با استفاده از دو معادله ساختاری جانسون کوک و زرلی آرمسترانگ در فرایند کشش سیم مسی پرداخته است. نیروهای کشش در فرایند کشش سیم در شرایط مختلفی از سرعت کشش و درصد کاهش توسط نیروسنج متصل به دستگاه کشش سیم اندازه گیری شدند. شبیه سازی المان محدود فرایند کشش سیم مطابق با شرایط تجربی با استفاده از معادلات جانسون کوک و زرلی آرمسترانگ انجام شد. کد معادلات ساختاری مذکور در زبان فورترن در قالب زیر برنامه vuhard نوشته شده و در مسیر حل نرم افزار قرار داده شد. از نیروی کشش سیم اندازه گیری شده در آزمایش‌های تجربی به عنوان معیاری برای صحت سنجی نتایج حاصل از شبیه‌سازی استفاده شده است. با مقایسه نیروها مشاهده گردید که نتایج حاصل از معادله زرلی آرمسترانگ نسبت به معادله جانسون کوک نتایج نزدیک‌تری به نتایج تجربی دارد و در برخی موارد نیروهای کشش به دست آمده از شبیه‌سازی دقیقا منطبق بر نتایج تجربی هستند و این نشان دهنده دقت بالای مدل شبیه سازی ارائه شده و معادلات به کار گرفته شده است.

Experimental and Numerical Comparison of Constitutive Equations Describing Cooper Behavior in Moderate Strain Rate Using Wire Drawing Process

In this article the prediction accuracy of JohnsonCook and Zerilli Armstrong constitutive equations in describing materials behavior in drawing process of copper wires in moderate strain rate condition were investigated. Wire drawing force was measured in different combinations of drawing speed and areal reductions using a load cell connected to the drawing die. Simulation of wire drawing process according to experimental test was done using Johnson Cook and Zerilli Armstrong constitutive equations. A VUHARD subroutine was developed to introduce the constitutive equations to finite element code and was called during the simulation. The drawing force was considered as a parameter to compare the simulation results with the experimental ones. Results showed that the simulation with Zerilli Armstrong equation has better correlation with experimental results comparing to the Johnson Cook equation, and in some circumstances, it completely fits on the experimental results. This shows the high accuracy of simulation and constitutive models.