پیش‌ بینی رفتار شکست آلومینیوم 6061-t6 با استفاده از معیار gtn توسعه ‌یافته

در این مقاله، توسط معیار شکست gtn و تاثیر تکامل آن، دقت پیش ‌بینی شکست مورد بررسی قرار گرفت. به ‌منظور بررسی حالت‌های تنش، سه آزمون کالیبراسیون کشش تک‌ محوری، کشش برشی و کشش کرنش صفحه‌ای برای کالیبراسیون معیار شکست و همچنین تعیین دقت معیار در پیش‌بینی شکست به کار گرفته شدند. برای مدل‌سازی رفتار شکست در آلومینیوم 6t-6061، معیار شکست نرم gtn توسعه ‌یافته، از طریق روش ترکیبی تجربی-شبیه‌سازی کالیبره شد. نرم‌افزار اجزای محدود آباکوس به‌منظور شبیه‌سازی فرایند استفاده شد و معیارهای شکست توسط زیر برنامه vumat به این نرم‌افزار اضافه شدند. مقادیر نیرو-جابجایی و طول کورس شکست در آزمون‌های تجربی، به‌منظور صحت‌سنجی نتایج عددی و بررسی دقت معیار مورد استفاده قرار گرفت. مطابق با نتایج، کالیبراسیون با استفاده از آزمون کشش تک‌محوری و کشش برشی، شکست را به‌طور میانگین با خطای 6/17 درصد پیش‌بینی می‌کند درحالی‌که معیار اصلی gtn قادر به پیش‌بینی شکست در آزمون کشش برشی نمی‌باشد و میزان خطا در رابطه با آزمون کشش کرنش صفحه‌ای به 24 درصد می‌رسد. به‌منظور بررسی رفتار شکست آلومینیوم 6t-6061 و صحت‌سنجی معیار کالیبره شده در فرایند پیچیده‌تر و غیر از آزمون‌های کشش، آزمون خم‌کاری u شکل انجام شد. مشخص شد که معیار gtn توسعه‌یافته می‌تواند شروع شکست را در فرآیند خم‌کاری u شکل با خطای 3 درصد پیش ‌بینی کند. 

prediction of 6061-t6 aluminum fracture behavior using the extended gtn criterion

in this paper, fracture prediction accuracy was evaluated by the gtn ductile fracture criterion and the effect of its evolution. to investigate the stress states, three calibration tests, including uniaxial tension, plane strain tension, and in-plane shear tension, were used to calibrate the failure criterion and determine the accuracy of fracture prediction. for simulation of the fracture behavior in aluminum 6061-t6, the gtn ductile fracture criterion was calibrated using the combined experimental-simulation method. abaqus software was used to simulate the forming process, and fracture criteria were implemented to the software by the vumat subroutine. the force-displacement values and the fracture displacement in the experimental tests were used to validate the numerical results and evaluate the fracture criterion accuracy. according to the results, calibration using uniaxial tension and in-plane shear tension tests predicts failure with an average error of 6.17%. while the original gtn criterion cannot predict the fracture of the in-plane shear tension test, the error value in the plane strain tension test reaches 24%. a u- bending test was performed to investigate the fracture behavior of aluminium 6061-t6 sheets and validate the calibrated fracture criterion in a more complex process other than tension tests. the extended gtn criterion was found to predict the onset of fracture in the u-bending process with an error of 3%.