پیاده سازی مدل ماده بر مبنای تغییرات میکروساختاری جهت شبیه سازی فرآیند براده برداری

عموماً جهت شبیه سازی فرآیند براده برداری از مدل‌های ماده ای استفاده می گردد که تغییرات میکروساختاری بوجود آمده حین فرآیند در نظر گرفته نمی شود. این امر سبب می شود دقت نتایج شبیه سازی در مقایسه با آنچه در واقعیت صورت می پذیرد، محدود گردد. در تحقیق حاضر با ارائه چند مرحله زیر برنامه نویسی پیشرفته در مدل اجزاء محدود، تاثیر تغییرات میکروساختاری ماده در حین فرآیند براده برداری آلیاژ اینکونل 718 در مدل ماده اعمال گردید. ابتدا تغییرات میکروساختاری بوجود آمده با استفاده از معیار تبلور مجدد دینامیکی و کرنش بحرانی مدل سازی شد. در مرحله بعدی مدل ماده اصلاح شده ای ارائه گردید که اثر تغییرات دانه بندی ماده در هر مرحله از شبیه سازی برای تمامی المان‌های قطعه کار اعمال گردید. در انتها نیز میزان اثر بخشی مدل ماده جدید ارائه شده با نتایج متناظر تجربی در شرایط مختلف ماشینکاری به خوبی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که اعمال تغییرات میکروساختاری در مدل ماده نقش موثری جهت شبیه سازی واقع گرایانه تر رفتار ماده و بهبود نتایج شبیه سازی ماشینکاری دارد.

Implementation of material model based on the microstructure changes for simulation of machining process

Generally, microstructural changes have been neglected for the material models used for simulation of chip formation process. This event leads to limitation in precision of numerical results compared to what happens in reality. For this purpose, in the present study the effect of microstructure changes in machining process of Inconel 718 super alloy was taken into account by development of multistep usersubroutine in Finite Element Model (FEM). Firstly, microstructure change was modeled using the Dynamic Recrystallization (DRX) and critical strain criterion. After that, a modified material model was presented and grain size variation was incorporated into the material model for each step and each element during the simulation. At the end, effectiveness and performance of the new material model was successfully evaluated by comparison with corresponding experiments at the different machining conditions. The results indicate that, implementation of microstructure changes in material model plays effective role for simulation of more realistic behavior of material and consequently improvement of numerical results machining.