بررسی رفتار کرنش‌های پیش‌رونده لوله‌های سه‌راهی از جنس فولاد ضدزنگ 304l براساس مدل‌های سخت‌شوندگی شابوشی و ترکیبی

در این مقاله، تحلیل المان محدود با مدل های سختی غیرخطی ترکیبی (مدل سینماتیکی آرمسترانگ فردریک همراه با قانون سخت شوندگی ایزوتروپیکی) و مدل شابوشی برای بررسی رفتار کرنش های پیش رونده در لوله های سه راهی از جنس فولاد ضدزنگ و تحت بارگذاری ممان های دینامیکی همراه با تاثیر فشار داخلی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که مقدار حداکثر تغییر شکل های پیش رونده در محل اتصال لوله های سه راهی رخ می دهد. همچنین نرخ تغییر شکل های پیش رونده با افزایش سطح بارگذاری خمشی در فشار ثابت افزایش می یابد. ملاحظه می شود که هندسه و ابعاد لوله سه راهی بر میزان و نرخ کرنش های پیش رونده تاثیر بسزایی دارد. مقایسه نشان می دهد نتایج عددی حاصل از کرنش های پیش رونده در نمونه bss1 (نمونه اول لوله سه راهی از جنس فولاد ضدزنگ) با مدل سختی ترکیبی و شابوشی در مقایسه با نتایج حاصل از مدل سختی آرمسترانگ فردریک بهتر بوده و به داده های تجربی نزدیک تر است. پیش بینی رفتار کرنش های پیش رونده در bss2 براساس مدل ترکیبی در مقایسه با سایر مدل ها به نتایج تجربی نزدیک تر است. البته در نمونه bss3 این پیش بینی رفتار، توسط مدل شابوشی در مقایسه با سایر مدل ها بهتر و به نتایج تجربی نزدیک تر است. همانند نمونه های فولاد کربنی ساده که در مقاله اخیر مورد مطالعه قرار گرفته، هر دو مدل سختی شابوشی و ترکیبی در مقایسه با مدل سختی آرمسترانگ فردریک پیش بینی مناسب و تا حدودی مشابه هم نسبت به نتایج تجربی در نمونه های فولاد ضدزنگ از خود نشان می دهند.

Study of Ratcheting Behavior of 304L Stainless Steel Branch Pipes by Using Chaboche and Combined Hardening Models

In this paper, finite element analysis with combined (nonlinear isotropic/AF kinematic hardening model) and chaboche hardening models are employed to investigate ratcheting behavior in stainless steel branch pipes under dynamic moments and internal pressure. Obtained results show that the maximum value of ratcheting strain takes place in the junction of branch pipes in the hoop stress direction. In this case, the rate of progressive strains increases with the increase of the bending moment levels in constant internal pressure. Furthermore, this study reveals that the geometry and dimensions of branch pipes have a significant impact on the rate of progressive strains. The bending moment levels to initiate strain accumulation phenomena will be increased with the increase of the dimensions of branch pipes. In the BSS1 sample, comparison between results obtained using progressive strains with combined and chaboche hardening models are much better than those of ArmstrongFredrick hardening model and are near to the experimental data. Of course, in BSS2 sample, the behavior of ratcheting with combined hardening model is near the experimental results. For the BSS3 sample, the prediction of ratcheting with the chaboche hardening model is better than using the other strain hardening models and are near to the experimental data. Like the carbon steel samples studied in the recent paper, compared to the ArmstrongFrederick hardening model, the chaboche and combined hardening models exhibit an appropriate prediction and similar to experimental results in stainless steel samples.