پیش‌بینی نمودارهای حد شکل دهی ورق‌های فولادی کم‌کربن به کمک معیارهای شکست نرم

نمودارهای حد شکل‌دهی (fld) معیارهای بسیار سودمندی جهت اطمینان از شکل‌دهی بدون خرابی ناشی از گلویی شدن و یا شکست ورق های فلزی تحت بارگذاری های مختلف هستند. این مقاله معیارهای شکست را برای پیش بینی شکل پذیری ورق های فولادی کم‌کربن مورد استفاده قرار می‌دهد تا دقت آنها در پیش‌بینی نمودار های حد شکل‌دهی تشکیل (flds) ارزیابی شود. به علاوه، منحنی‌های حد شکل‌هی در شکست (ffld) و گلویی شدن (nfld) برای فولاد کم کربن st12 به روش تجربی و همچنین عددی استخراج شده‌اند. در رویه تجربی، آزمون کشش ناکازیما استفاده شده است. در رویه عددی، با به کار بردن شش معیار شکست نرم پدیدارشناختی در نرم افزار اجزای محدود abaqus/explicit، شکست پیش‌بینی شده است و با نتایج تجربی مقایسه شده‌است. این معیارها به کمک شش آزمون تجربی، برش درون صفحه‌ای، کشش تک‌محوری، کشش نمونه با برش دایره وسط، کشش نمونه با برش نیم‌دایره جانبی، کشش نمونه کرنش صفحه‌ای و همچنین آزمون کشش دو‌محوری خالص ناکازیما استفاده شده است. نتایج نشان داده است که معیارهایی که شامل هر دو پارامتر تنش سه‌محوره ( η) و پارامتر لود (l) هستند، پیش‌بینی درست‌تری از شکست را ارایه می‌دهند. همچنین برای پیش‌بینی گلویی شدن در حین شبیه‌سازی عددی آزمون ناکازیما و همچنین استخراج نمودارهای حد شکل‌دهی در گلویی شدن از سه معیار مشتق دوم کرنش بزرگ، مشتق دوم کرنش ضخامت و مشتق دوم کرنش پلاستیک معادل استفاده شده است.

Forming Limit Curves Prediction of Low-Carbon Steel Sheets Using Ductile Fracture Criteria

Forming Limit Diagrams (FLDs) are very useful measures for safe forming of sheet metals without failure due to necking or fracture under different loading conditions. This paper uses ductile fracture criteria to predict the formability of low carbon steel sheets to evaluate their accuracy in predicting the FLDs. In addition, the fracture forming limit curves (FFLD) and necking forming limit curves (NFLD) for St12 lowcarbon steel have been extracted experimentally and numerically. In the experimental procedure, the Nakazima stretching test was used. In the numerical procedure, by defining six phenomenological ductile fracture criteria in ABAQUS / Explicit finite element software, the failure is predicted and compared with the experimental results. These criteria were calibrated using 6 tests namely as Inplane shear, uniaxial tensile test, circle hole test, notched tension test, plane stress test, and Nakazima stretching test. The results showed that the criteria, which include both the stress triaxiality ( eta;) and Lode parameter (L), provide a more accurate prediction of failure. Also to predict necking during numerical simulation of Nakazima test and also to extract the NFLD, three criteria of the second derivative of major strain, the second derivative of thickness strain and the second derivative of equivalent plastic strain have been used.