بررسی تاثیر بافت بر رفتار تغییر شکل فولاد ضدزنگ l316 ساخته شده به روش ساخت افزایشی با استفاده از روش اجزاء محدود کریستال پلاستیسیته

در این پژوهش با استفاده از روش اجزاء محدود کریستال پلاستیسیته به بررسی تاثیر بافت و مورفولوژی بر رفتار مکانیکی نمونه‌های فولاد زنگ‌نزن 316l ساخته‌شده به روش ذوب گزینشی با لیزر پرداخته شده است. برای این منظور، با استفاده از اطلاعات حاصل از آنالیز ebsd نمونه‌ها، چهار المان حجمی نماینده با نسبت‌های ابعادی مختلف دانه‌ها بازسازی گردیدند. روابط ساختاری کریستال پلاستیسیته با استفاده از یک زیر برنامه umat در نرم‌افزار آباکوس اعمال و المان‌های حجمی نماینده تحت بار کششی شبیه‌سازی شدند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که همسانگرد بودن مورفولوژی منجر به مقاومت کششی بالاتر در مقیاس ماکرو می‌شود. همچنین با افزایش نسبت ابعادی دانه‌ها و کشیده‌تر شدن آن‌ها، مقاومت نمونه‌ها تحت بار کششی به تدریج کاهش می‌یابد. توزیع تنش نیز با کشیده‌تر شدن دانه‌ها غیریکنواخت‌تر شده و نواحی دارای تمرکز تنش در راستای بارگذاری و مرز دانه‌های کشیده‌شده افزایش می‌یابد. این پژوهش نشان می‌دهد که مورفولوژی دانه نقش مهمی در تعیین رفتار مکانیکی مواد پلی‌کریستال ایفا می‌کند. همچنین روش مدل‌سازی پیشنهادی بر پایه چارچوب اجزاء محدود کریستال پلاستیسیته، ابزاری مناسب برای پیش‌بینی دقیق عملکرد مواد ساخته‌شده به روش تولید افزایشی بوده و امکان مطالعه و توسعه آلیاژهای جدید و مواد پیشرفته را فراهم می‌کند.

investigation of the effect of texture on the deformation behavior of additively manufactured 316l stainless steel using the crystal plasticity finite element method

in this study، the effect of texture and morphology on the mechanical behavior of 316l stainless steel samples fabricated by selective laser melting was investigated using the crystal plasticity finite element method. to this end، four representative volume elements with varying grain aspect ratios were reconstructed based on the ebsd data obtained from the samples. the crystal plasticity constitutive relations were implemented into the abaqus software through a umat subroutine، and the representative volume elements were simulated under tensile loading. the results show that isotropic morphology leads to higher tensile strength on a macroscopic scale. moreover، as the grain aspect ratio increases and the grains become more elongated، the tensile strength of the samples gradually decreases. additionally، the stress distribution becomes more non-uniform with increasing grain elongation، and regions with stress concentration along the loading direction and at the boundaries of elongated grains increase. this study highlights the critical role of grain morphology in determining the mechanical behavior of polycrystalline materials. furthermore، the proposed crystal plasticity finite element modeling approach provides an effective tool for accurately predicting the performance of materials manufactured through additive manufacturing methods، facilitating the exploration and development of new alloys and advanced materials.