کوپل مدل پلاستیسیته دوسطحی دافالیاس-پوپوف با روش‌های تخمینی تنش-کرنش ریشه ناچ در مسائل تنش-صفحه‌ای تحت بار تک‌محوره یک‌سویه

در اکثر قطعات مکانیکی، ناپیوستگی هندسی یا ناچ وجود دارد. معمولا پاسخ ماده در اطراف این ناپیوستگی‌ها الاستوپلاستیک است. چون تحلیل‌های پلاستیسیته پیچیده و زمان‌بر هستند، محققین، روش‌های تخمینی بر اساس رفتار الاستیک خطی ماده پیشنهاد داده‌اند. در این مقاله، روش تخمینی جدیدی برپایه کوپل‌کردن مدل پلاستیسیته دوسطحی دافالیاس-پوپوف، با روش‌های نیوبر نموی و چگالی انرژی کرنشی معادل نموی، ارائه می‌شود. اگرچه روش جدید معادلات ساده‌ای دارد، اما مدل پلاستیسیته دافالیاس-پوپوف دارای چالش‌ها و پیچیدگی‌هایی است. نحوه‌ی تعیین پارامتر شکل و اثر خط مرزی بر پیش‌بینی مدل، از جمله این چالش‌هاست. به منظور بررسی صحت مدل پیشنهادی و هم‌چنین بررسی چالش‌ها، یک ورق با سوراخ بیضی‌شکل، تحت کشش تک‌محوره یک‌سویه، مورد مطالعه قرار می‌گیرد. فرض شده‌است که مساله تنش‌صفحه‌ای و سوراخ عاری از تنش بوده و رفتار الاستوپلاستیک ورق با معادله رامبرگ-آزگود بیان می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که در عمده مسائل مهندسی، که در آن‌ها محدوده کرنش کمتر از 20 درصد است، می‌توان از اثر خط مرزی بر پیش‌بینی مدل دافالیاس-پوپوف صرفنظر کرد. هم‌چنین نشان‌داده شده است که پارامتر شکل در یک بازه خاص، مقدار بهینه دارد. نتایج نشان می‌دهد که دقت روش پیشنهادی در تخمین تنش-کرنش، قابل قبول می‌باشد.

Coupling of DafaliasPopov’s TwoSurface Plasticity with Notch StressStrain Estimation Methods in Plane Stress Problems under Monotonic Uniaxial Loading

In most mechanical parts, geometrical discontinuities or notches exist. Usually the material response in these discontinuities is elastoplastic. Because of complexity and time consuming of plastic analysis, researchers have proposed estimation methods based on the linear elastic behavior. In this paper, a new estimation method, based on DafaliasPopov’s two surface plasticity model, is proposed which is coupled with incremental Neuber’s rule and incremental equivalent strain energy density methods. Although the method has simple equations, but DafaliasPopov’s plasticity model has complexities and challenges, like bounding line effect on the model prediction and shape parameter determination. To verify the model and evaluating the challenges, a plate with elliptical and traction free hole under remote monotonic uniaxial load is considered. Plane stress condition is assumed and elastoplastic behavior is of RambergOsgood type. Results show that the bounding line effect can be neglected, in most engineering problem which strain range is less that 20 percent. It is shown that the shape parameter has optimum value in certain range. Results show that accuracy of the model in stressstrain prediction is in acceptable range