تعیین تجربی و به‌کارگیری عددی پارامترهای آسیب نرم آلومینیوم2024-o

تعیین پارامترهای آسیب مواد مختلف می‌تواند در تحلیل و ارزیابی گسیختگی ورق‌های نازک فلزی در حین شکل‌دهی بسیار مفید باشد. کمیت آسیب به‌طور عمده به کرنش‌های ایجاد شده در قطعه، وضعیت تنش، مسیر کرنش و نرخ کرنش وابسته است. وضعیت تنش در محل آسیب یک پارامتر مهم و موثر است که با استفاده از پارامترهایی نظیر نسبت تنش سه محوره، پارامتر اثر نامتغیر سوم تانسور تنش و تنش معادل توصیف می‌گردد. در این مقاله به بررسی رفتار مکانیکی و خواص آسیب نرم آلومینیوم 2024o پرداخته شده است. هدف تعیین رفتار مکانیکی و ارائه رابطه‌ای برای ارتباط کرنش شکست و وضعیت تنش در محل وقوع آسیب است. برای این منظور آزمون‌های تجربی بر روی نمونه‌های صاف و نمونه‌های تخت شیاردار انجام گرفته است. با استفاده از نمونه هایی با شیارهای متفاوت نسبت تنش سه محوره های مختلفی در محل شیار در نمونه‌ها ایجاد شده و با تعیین کرنش های شکست هریک از نمونه ها، ثوابت مربوط به آسیب نرم ماده تعیین گردیده است. با استفاده از نتایج آزمون‌های انجام شده، ارتباط کرنش شکست و نسبت تنش سه محوره در رژیم کرنش صفحه‌ای برای آلومینیوم 2024o ارائه شده است. به منظور ارزیابی روند شبیه‌سازی عددی و کاربرد روابط ارائه شده در شبیه‌سازی‌های عددی پیچیده‌تر، مسئله با استفاده از معیار آسیب نرم در نرم‌افزار آباکوس شبیه سازی گردیده و نتایج با نتایج آزمون‌های تجربی مقایسه شده است. نتایج شبیه‌سازی‌های عددی و تجربی از همخوانی بسیار خوبی برخوردار است.

Experimental determination and numerical implementation of ductile damage parameters of Al 2024-O

Determination of the damage parameters for different materials can be beneficial to the analysis and assessment of rupture during forming of thin metallic plates. The amount of damage depends on the strain amplitude, the state of stress, and also the path and rate of the strain. The state of stress at the damage location is an important and effective parameter which is described by stress triaxilality, load angle and equivalent stress. In this paper, the mechanical behavior and ductile damage properties of Al 2024O have been investigated. The aim was the determination of the mechanical behavior and development of an expression for correlation between the failure strain and the state of stress at the damage location. Hence, the experimental tests were carried out on both smooth and notched flat specimens. Various levels of stress triaxiality in notched specimens were created by variation of the notch radius. Based on the test results, a new expression has been developed for correlation between the failure strain and the triaxiality ratio for Al 2024O in the plane strain regime. In order to evaluate the simulation procedure and applicability of the proposed expressions in more complex problems, the process was simulated using ductile damage criterion in the ABAQUS software, and the experimental and numerical results were compared. Very good agreements were observed between the simulation and experimental results.