تعیین ثابت‌های مدل آسیب جانسونکوک برای ورق مس خالص تجاری توسط آزمایش کشش بر روی نمونه های شیاردار

امروزه از مدل‌های آسیب جهت شبیه‌سازی و پیش‌بینی مناطق وقوع شکست در فرایندهای تولید استفاده می‌شود. یکی از مدل‌های مشهور که به طور گسترده در نرم‌افزارهای تجاری اجزاء محدود استفاده می‌شود، مدل آسیب جانسونکوک است. هدف از تحقیق حاضر تعیین ثابت‌های مدل آسیب جانسونکوک برای ورق مس خالص تجاری است. بدین منظور ابتدا سه نمونه کشش (یک نمونه بدون شیار و دو نمونه شیاردار با شیارهای متفاوت به شعاع‌های 10 و 2 میلی‌متر) در راستای نورد از ورق جدا و آزمایش کشش بر روی آن‌ها انجام شد. نسبت تنش سه محوره برای هر یک از نمونه‌ها از رابطه بریجمن بدست آمد. سپس، با توجه به قانون حجم ثابت وابستگی کرنش شکست نسبت به تنش سه محوره در مدل آسیب جانسونکوک، ثابت‌های این مدل آسیب تعیین گردید. از شبیه‌سازی عددی آزمایش‌های کشش انجام شده برای ارزیابی موفقیت روش استفاده شده برای تعیین ثابت‌های مدل جانسونکوک استفاده شد. برای این کار، از معیار خطای جابجایی استفاده شد و مقدار آن برای هر یک از نمونه ها ‌تعیین گردید. مقدار میانگین خطای جابجایی برای سه نمونه مورد آزمایش برابر 9.07 درصد محاسبه شد که نشان دهنده موفقیت روش مورد استفاده جهت تعیین ثابت‌های مدل آسیب جانسونکوک در تحقیق حاضر است. از نتایج این تحقیق می‌توان جهت شبیه‌سازی فرآیندهای تولید ورق مسی مورد مطالعه استفاده کرد.

Determination of JohnsonCook damage model constants for commercial pure copper sheet by tensile testing on notched specimens

Nowadays, damage models are used to simulate and predict the failure occurrence regions in manufacturing processes. One of the most famous models that is widely used in finite element commercial codes is JohnsonCook damage model. The aim of the present research is to determine the constants of JohnsonCook damage model for pure commercial copper sheet. For this, three different tensile testing specimens (a smooth (standard) specimen and two notched specimen with different notch radii of 10 and 2 mm) were separated along with the rolling direction and tensile tests were conducted on them. The stress triaxiality was determined for each of the specimens, by using the Bridgeman equation. Next, regards to the dependency of the fracture strain to the stress triaxiality, the constants of JohnsonCook damage model was determined. Numerical simulation was used to evaluate the satisfaction of the method used to determine the constants of Johnsoncook damage model. For this, the error in fracture strain was used as the criterion and the value of it was calculated for each of the tensile testing specimens. The average value of error in fracture strain for three tested specimens was obtained as of 9.68 percent that showed the satisfaction of the method used in this research to determine the constants of JohnsonCook damage model. The results of this study can be used to simulate the manufacturing processes of the studied copper sheet.