جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "کرنش شکست" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «کرنش شکست» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
در این مقاله، تاثیر سه محوره تنش و زاویه لود بر شکل پذیری آلیاژ تیتانیوم درجه دو مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا، چهار نمونه با هندسه های مختلف شامل نمونه های دمبلی شکل، شیاردار و دو نمونه برشی ساخته شد. آزمایش کشش تک محوره در دمای محیط بر روی تمامی این نمونه ها انجام شد. با استفاده از نمونه دمبلی شکل، خواص مکانیکی آلیاژ تیتانیوم استخراج گردید. شبیه سازی نمونه ها در نرم افزار آباکوس انجام شده و رفتار شکست نمونه ها تا انتهای ناحیه پلاستیک تحلیل گردید. برای تطابق نمودارهای نیرو-جابجایی نمونه ها، از معادله ترکیبی سویفت و چند جمله ای مرتبه چهار برای سخت شوندگی ماده استفاده شده است. نتایج آزمایشات تجربی و شبیه سازی با آباکوس، مورد مقایسه قرار گرفت و تطابق خوبی بین نمودارهای نیرو-جابجایی تا انتهای ناحیه پلاستیک مشاهده گردید. برای چهار نمونه اشاره شده، سه محوره تنش بین صفر تا 5/0 به صورت عددی به دست آمد. برای یکی از نمونه های برشی، سه محوره تنش عدد صفر و برای دیگر نمونه برشی 2/0 به دست آمد. سه محوره تنش برای نمونه دمبلی شکل و شیاردار به ترتیب 33/0 و 5/0 ثبت شد. نتایج نشان می دهد که هرچه سه محوره تنش به صفر نزدیک تر باشد، شکست نمونه ها در آزمایشات تجربی به صورت برشی اتفاق افتاده است. علاوه بر این، با بررسی نتایج مشاهده می شود که افزایش سه محوره تنش با روند تغییرات زاویه لود یکنواخت نبوده و به صورت افزایشی و کاهشی تغییر کرده است. در نتیجه، این تغییرات بر کرنش شکست نمونه ها نیز تاثیر می گذارد.
کلید واژگان: تیتانیوم درجه دو, زاویه لود, سه محوره تنش, کرنش شکستIn this article, the effect of stress triaxiality and Lode angle for titanium alloy has been investigated. Four samples with different geometries including dog-bone, notched and two shear samples were made. Uniaxial tensile test at ambient temperature was performed on all samples. Using a dog-bone sample, the mechanical properties of grade two titanium alloy were extracted under tensile loading. The samples were simulated in ABAQUS software and the failure behavior of the samples was analyzed until the end of the plastic zone. To match the force-displacement diagrams of the samples, Swift's combined equation and the fourth-order polynomial for the hardening of the material have been used. The results of experimental tests and simulation with ABAQUS were compared and a good agreement between the force-displacement diagrams up to the end of the plastic zone was observed. For the mentioned four samples, the stress triaxiality between 0 and 0.5 has been obtained numerically. The results show that the closer the stress triaxiality is to zero, the failure of the samples in the experimental tests has occurred in shear. In addition, by examining the results, it can be seen that the in-crease of the stress triaxiality with the change of the Lode angle is not uniform and has changed in an increasing and decreasing manner. As a result, these changes also affect the failure strain of the samples.
Keywords: Ti-6AL-4V, Lode Angle, Stress Triaxiality, Fracture Strain -
در این مقاله تاثیر سه محوره ی تنش و همچنین ناهمسانگردی بر کرنش شکست آلومینیوم 1100 بررسی می شود. ابتدا نمونه هایی با هندسه های متفاوت به منظور دست یابی به سه محوره ی تنش متفاوت ساخته شد. این نمونه ها شامل نمونه ی استاندارد، شیاردار و برشی هستند. برای ارزیابی ناهمسانگردی، نمونه هایی با زاویه های مختلف نسبت به راستای نورد تهیه شد. آزمایش کشش تک محوره تا لحظه ی شکست روی همه نمونه ها انجام گرفت. برای به دست آوردن کرنش های شکست، از روش پیشنهادی جدید و کم هزینه استفاده شد. برای نمونه ی استاندارد و نمونه ی شیاردار، کرنش شکست با استفاده از تغییرات سطح مقطع و در نمونه ی برشی، تغییرات شعاع شیار برای اندازه گیری کرنش پیشنهاد شد. برای به دست آوردن سه محوره ی تنش، از مدل سازی آزمایش ها در نرم افزار آباکوس، استفاده شد. مقایسه ی نتایج تجربی و شبیه سازی نشانگر دقت زیاد (بیشینه ی خطا: 1/11\٪) در اندازه گیری کرنش شکست است. همچنین وابستگی غیرخطی کرنش شکست به سه محوره ی تنش به خوبی به دست آمده است.کلید واژگان: کرنش شکست, سه محوره ی تنش, ناهمسانگردی, آلومینیوم 1100The aim of this article is to investigate numerically and experimentally the effect of stress triaxiality and anisotropy on the fracture strain for metals. As the aluminum has always been one of the most widely used metals in the industry. This metal has unique properties such as lightness and high resistance to corrosion, hence, 1100 aluminum alloy is used in this article. This metal is malleable and also has high workability so it is suitable for applications including shaping. To achieve the properties of the sheet, it is first necessary that all samples were made according to the ASTM-E8 standard and the specimens were designed to achieve some different stress triaxiality. This samples includes the standard-, notched- and shear-specimens. All samples are loaded in tension state. In order to investigate the anisotropy, the specimens are prepared in rolling direction, 45 and 90 degrees to rolling direction for each samples. The uniaxial tensile test was performed on the specimens until the onset of failure. For measuring the fracture strain experimentally, a new method with lower costs than others have been proposed. For standard and notched specimens, the strain measuring is based on the difference between cross-section areas for shear-specimen, the changes in the notched radius has been proposed for strain measuring criterion. Also, in order to calculate the stress triaxiality in the fracture zone, all experiment tests are simulated in Abaqus. The equivalent plastic strain and stress triaxiality of the elements in fracture zone are reported. The average value of these elements are compared to the corresponding experimental data. At the end comparing the results obtained from experimental and simulations shows that the failure strain is calculated with great accuracy. For more explanation, the maximum error is found to be 12.8% for notched-specimen. Furthermore, the non-linear effect of stress triaxiality on the fracture strain are well shown.Keywords: Fracture strain, Stress triaxiality, anisotropy, Aluminum 1100
-
کوینچ- بخش بندی یکی از روش های تولید فولادهای پیشرفته استحکام بالا است. اصول عملیات حرارتی مذکور مبتنی بر نفوذ کربن از مارتنزیت به آستنیت باقیمانده (γ_R) و پایدارسازی γ_R است. در این پژوهش آلیاژ با ترکیب شیمیایی wt%Al054/0- wt%Si 5/1 -wt%Mn 2/2 -wt%C 21/0- Fe حاوی 08/0% Ti به عنوان یک میکروآلیاژ در یک کوره ذوب القایی در خلاء بصورت شمش ریخته گری گردید. شمش مزبور به مدت 3 ساعت در دمای °C1200 تحت عملیات حرارتی همگن سازی قرار گرفت. شمش همگن سازی شده توسط فرآیند نورد گرم و سرد به صورت ورقی به ضخامت mm 5/1 نورد شد. ورق تهیه شده تحت عملیات حرارتی Q-P و کوینچ مستقیم قرار گرفته و از لحاظ ریزساختار و خواص مکانیکی مورد مقایسه قرار گرفته است. مقایسه تاثیر عملیات های مذکور بر ریزساختار و خواص مکانیکی فولاد توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، آنالیز اشعه ایکس (XRD)، ریزسختی سنجی و متالوگرافی انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد که نمونه ای که تحت عملیات حرارتی کوینچ- بخش بندی قرار گرفته است، شکل پذیری بهتری نسبت به نمونه کوینچ مستقیم دارد. استحکام و شکل پذیری نمونه حاصل از کوینچ-بخش بندی به ترتیب MPa 1062 و 52/24 درصد و استحکام و شکل پذیری نمونه حاصل از کوینچ مستقیم نیز به ترتیب MPa 1484 و 21/15 درصد گزارش شد
کلید واژگان: کوئنچ - بخش بندی (Q-P), آستنیت باقی مانده, استحکام کششی, کرنش شکست, میکروآلیاژQuenching-partitioning (Q-P) is one of the methods of producing advanced high strength steels (AHSS). The principles of the mentioned thermal process are based on carbon penetration from martensite to residual austenite (γR) and stabilization of γR. In this research, the alloy with the chemical composition of 0.054 wt% Al, 1.5 wt% Si, 2.2 wt% Mn, 2.2 wt% Mn, 0.21 wt% Fe, containing 0.08% Ti as a micro-alloy in an induction melting furnace in VIM was cast as an ingot. The said ingot was homogenized for 3 hours at a temperature of 1200 °C. The homogenized ingot was rolled into a sheet with a thickness of 1.5 mm by hot and cold rolling processes. The prepared sheet was subjected to Q-P heat treatment and direct quenching (D-Q) and was compared in terms of microstructure and mechanical properties. The comparison of the effect of the mentioned operations on the microstructure and mechanical properties of steel was done by scanning electron microscope (SEM), X-ray analysis (XRD), micro-hardness measurement, and metallography. The obtained results showed that the sample subjected to Q-P heat treatment has better formability and strength than the D-Q sample. The strength and formability of the sample obtained from Q-P were reported as 1062 MPa and 24.52% respectively, and the strength and formability of the sample obtained from D-Q were reported as 1484 MPa and 15.21% respectively.
Keywords: quenching-partitioning heat treatments (Q-P), retained austenite, tensile strength, fracture strain, micro-alloy -
تعیین مشخصات پایدار رفتار ماده تحت تاثیرات تنش و دما به منظور طراحی مطلوب و همچنین بهینه سازی پارامترهای فرآیند ساخت در صنعت فرم دهی فلزات به طرز قابل توجهی مهم و حیاتی است. هدف این پژوهش ارائه یک روش نوین اندازه گیری کرنش شکست قطعات برشی و ناچ دار در سه محوره های مختلف تنش با استفاده از دستگاه اندازه گیری وی ام ام می باشد. همچنین تاثیرات افزایش دما بر کرنش شکست نیز بررسی شده است. ماده مورد بررسی آلومینیوم 5083-اچ 321 می باشد. برای این منظور بیست و چهار نمونه مختلف تخت از جمله نمونه های برشی و ناچ دار برای چهار نوع سه محوره ی 2/0 و 33/0 و 38/0 و 55/0 جهت تست در سه محدوده دمایی (25، 200 و 400 درجه سانتیگراد) آماده سازی شدند و تحت شرایط بارگذاری استاتیکی مورد آزمایش قرار گرفته اند. کرنش شکست نمونه ها اندازه گیری و نتایج مرتبط بدست آمدند. نتایج بدست آمده با نتایج تجربی دیگران و همچنین نتایج شبیه سازی شده با استفاده از مدل رایس و تریسی مقایسه شدند. همچنین با انجام آزمایش های جدیدی که در این مقاله انجام شده است، نقطه قطع شدن منحنی در سه محوره 2/0 بدست آمده است. با بررسی نتایج مشاهده می شود در دمای پایین (°C25)، با افزایش سه محوره تنش، کرنش شکست روندی کاهشی دارد، در حالی که در دمای °C200 این روند تقریبا ثابت و یکنواخت است ولی در دمای °C400 این روند افزایشی است.کلید واژگان: سه محوره تنش, دما, کرنش شکست, اجزا محدود, روش وی ام امDetermining stable characteristics of material behavior under the effects of stress and temperature on the material is significantly important for optimal design. The aim of this study is to present a new method for measuring the fracture strain of shear and tensile parts in different stress triaxialities with the effect of temperature, using a Video Measuring Machine measuring device. Aluminum 5083-H321 is used in this study. For this purpose, twenty-four different samples including shear and tensile samples for four types of triaxialities 0.2, 0.33, 0.38, and 0.55 were prepared for testing in the temperature ranges (25, 200, and 400°C). The samples are tested under monotonic (static) loading conditions. The fracture strains are measured. The stress triaxialities are calculated in the finite element simulation. The obtained results are compared with the other experimental results and also with the numerical results of the Rice and Tracy model. A good agreement is found between these results which validates the new proposed technic for measuring the shear fracture stain. Based on the results, the curve of fracture strain versus stress triaxiality has a decreasing trend at 25°C, while this curve is almost constant at 200°C and has an increasing trend at 400°C.Keywords: Stress Triaxiality, Temperature, Fracture Strain, Finite Element Simulation, Video Measuring Method
-
نظریه مکانیک آسیب محیط های پیوسته با رویکردی پدیدارشناختی در پیش بینی پدیده ی شکست مواد به کارگرفته می شود. از آ ن جایی که هر ماده رفتار مخصوص به خود را دارد، یافتن نحوه رفتار آسیب فلزات پرکاربرد اهمیت ویژه ای دارد. در این تحقیق دو مدل آسیب گنجیانی و بونورا، برای تحلیل رفتار الاستوپلاستیک آسیب چند فلز از طریق نوشتن زیربرنامه VUMAT در نرم افزار آباکوس، انجام شبیه سازی و مقایسه با داده های تجربی موجود در منابع، استفاده شده است. جزییات انتگرال گیری صریح و الگوریتم حل ارایه شده است. همچنین، به دلیل اینکه کرنش ها در محدوده تغییر شکل های بزرگ بوده اند، از روابط مربوط به تغییر شکل های بزرگ استفاده شده است. در یافتن ثوابت مدل ها از نمودارهای تنش-کرنش، آسیب-کرنش و کرنش شکست-تنش سه محوری استفاده شده است. پس از انجام شبیه سازی به کمک نمودار نیرو-جابه جایی که تطابق خوبی با نمودار تجربی برای هر فلز داشته اند، صحت عملکرد تایید شده است. در حالت کلی ثوابت طی یک فرایند آزمون و خطا طوری مشخص گردیدند که برازش منحنی بهینه انجام گرفته باشد. فلزات مورد بررسی فولاد 1045، آلومینیوم 351T-2024 و فولاد 130HY بودند. برای دو فلز اول آزمون کشش ساده و برای فولاد 130HY آزمون خمش سه نقطه ای شبیه سازی شده است و نمودار نیرو-جابه جایی حاصل با نمودار تجربی نظیر مقایسه شده است.
کلید واژگان: مکانیک آسیب, تنش سه محوری, کرنش شکست, رفتار الاستوپلاستیک, شکست نرمThe theory of continuum damage mechanics with a phenomenological approach is used in predicting the phenomenon of material failure, and since each material has its own behavior, it is especially important to find out the damage behavior of common used metals. In this study, the constants of two damage models, Ganjiani and Bonora, for analyzing the elastoplastic damage behavior of several metals by writing VUMAT subroutine in Abaqus software, simulation and comparison with experimental data in literature, were determined and the ability and efficiency of models in the analysis of metals damage behavior was ensured. In finding the constants of the models, stress-strain, damage-strain and failures train-stress triaxiality diagrams were used and after the simulation, with the help of force-displacement diagram, which had a good agreement with the experimental diagram for each metal, the accuracy of the performance was confirmed. In general, the constants during a trial and error process were determined to be the optimal fit. The studied metals were steel 1045, aluminum 2024-T351and HY130 steel. For the first two metals, only simple tension test is simulated, and for HY130 steel a more general test, three point bending test, is simulated and the obtained force-displacement diagram was compared with the experimental diagram. Also, because the strains were in the range of large strains, the relationships related to large strains have been used.
Keywords: Continuum Damage Mechanics, Stress Triaxiality, Fracture Strain, Elastoplastic Behavior -
فولاد های با عملیات حرارتی کوینچ - بخش بندی (Q-P) جزو نسل سوم فولادهای پیشرفته استحکام بالا هستند که به دلیل داشتن مجموعه قابل توجهی از خواص مکانیکی شامل استحکام بالا به همراه انعطاف پذیری مناسب گسترش یافته اند. بخش بندی یک عملیات حرارتی جدید مبتنی بر نفوذ کربن از فاز مارتنزیت به فاز آستنیت باقیمانده است. در این پژوهش نخست آلیاژ با ترکیب شیمیایی wt%Al054/0- wt%Si 5/1 -wt%Mn 2/2 -wt%C 21/0- Fe حاوی 08/0 % Ti بعنوان یک میکروآلیاژ در یک کوره ذوب القایی در خلا (VIM) تهیه شد. عملیات تصفیه و تخلیص آلیاژ با استفاده از یک کوره پالایش با سرباره الکتریکی انجام و پس از کاهش گوگرد و اکسیژن، آلیاژ بصورت شمش ریخته گری گردید. شمش مزبور بمدت 3 ساعت در دمای °C1200تحت عملیات حرارتی همگن سازی قرار گرفت. شمش همگن سازی شده توسط فرآیندهای نورد گرم و سرد بصورت ورقی به ضخامت mm 5/1 نورد شد. پس از اعمال عملیات حرارتی Q-T و Q-P-T روی نمونه های ورق، خواص آنها با استفاده از SEM ،XRD، ریزسختی سنجی، تست کشش و آزمون اریکسون مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان دادند که نمونه های عملیات حرارتی Q-P-T مجموعه مطلوب تری از استحکام و انعطاف پذیری نسبت به نمونه های Q-T دارند. استحکام و کرنش شکست نمونه های Q-P-T به ترتیب برابرMPa 1050 و 24% و نمونه های Q-T برابر MPa 1185و 18% اندازه گیری شدند. نمونه های Q-P-T ضمن حفظ استحکام بالا، انعطاف پذیری بیشتری را نسبت به نمونه های Q-T از خود نشان دادند.
کلید واژگان: کوئنچ - بخش بندی (Q-P), آستنیت باقی مانده, استحکام کششی, کرنش شکست, میکروآلیاژSteels with quenching-partitioning (Q-P) heat treatments are the third generation of advanced high strength steels (AHSS) which have been developed due to their interesting combination of mechanical properties including high strength with good flexibility. Partitioning is based on carbon diffusion from martensite (M) to residual austenite (γ_R). In the present investigation, an alloy with a weight composition of % Al 0.054- % Si 1.5 -% Mn 2.2 -% C - 0.21 - Fe containing 0.08% Ti as a micro-alloy was prepared using a vacuum induction melting (VIM) furnace. Purification was performed using an eletro-slag refining (ESR) furnace to reduce sulfur and oxygen and then the molten alloy was cast as an ingot. The ingot was then homogenized at 1200 ° C for 3 hours. The homogenized ingot was then rolled to 1.5 mm thickness sheet by hot and cold rolling processes. After quenching-tempering (Q-T) and quenching-partitioning-tempering (Q-P-T) treatments, the properties of the samples were evaluated by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction analysis (XRD), micro-hardness, tensile and Erichsen tests. The Q-P-T samples showed more favorable combination of strength and flexibility in comparison to Q-T samples. The strength and fracture strain of Q-P-T and Q-T samples were 1050 MPa, 24%, and 1185 MPa, 18%, respectively. The Q-P-T samples with remarkably higher strength, showed significantly higher flexibility.
Keywords: quenching-partitioning heat treatments (Q-P), retained austenite, tensile strength, fracture strain, micro-alloy -
موضوع این پژوهش بررسی کرنش در قطعات قالبگیری تزریقی تولیدشده از ترکیب باگاس نیشکر و پلی پروپیلن می باشد. بدین منظور ابتدا باگاس نیشکر به شکل پودر درآمده، پس از اصلاح قلیایی با نسبتهای متفاوت 10 ، 20 و 30 درصد با پلی پروپیلن ترکیب شد. برای سازگاری پلی پروپیلن با باگاس از مالییک اسید با نسبت3 درصد استفاده شد. سپس مخلوط سازی و گرانول گیری انجام گرفت و با استفاده از دستگاه قالب گیری تزریقی قطعات تولید شد. در نهایت با استفاده از آزمون تست کشش، تنش و کرنش خط جوش قطعات تعیین گردیده و نسبت ترکیب پلی پروپیلن و باگاس نیشکر و اثر دمای مذاب بر استحکام خط جوش قطعات تولید شده با قالبگیری تزریقی مورد ارزیابی قرار گرفتند. در این ارزیابی مشخص شد که با افزایش میزان باگاس کرنشی که قطعه قبل از شکست و گسیختگی در هر دو حالت نمونه های دارای خط جوش و بدون خط جوش تحمل می کند، کاهش می یابد. اما باتوجه به هزینه پایین استفاده از پودر چوب و مزایای زیست محیطی، استفاده از این مواد با درنظر گرفتن خواص مکانیکی حاصل شده امکان پذیر بوده و پیشنهاد می گردد.
کلید واژگان: باگاس نیشکر, پلی پروپیلن, قالبگیری تزریقی, تست کشش, کرنش شکست -
تعیین پارامترهای آسیب مواد مختلف می تواند در تحلیل و ارزیابی گسیختگی ورق های نازک فلزی در حین شکل دهی بسیار مفید باشد. کمیت آسیب به طور عمده به کرنش های 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 می گردد. در این مقاله به بررسی رفتار مکانیکی و خواص آسیب نرم آلومینیوم 2024-O پرداخته شده است. هدف تعیین رفتار مکانیکی و ارائه رابطه ای برای ارتباط کرنش شکست و وضعیت تنش در محل وقوع آسیب است. برای این منظور آزمون های تجربی بر روی نمونه های صاف و نمونه های تخت شیاردار انجام گرفته است. با استفاده از نمونه هایی با شیارهای متفاوت نسبت تنش سه محوره های مختلفی در محل شیار در نمونه ها 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 آزمون های انجام شده، ارتباط کرنش شکست و نسبت تنش سه محوره در رژیم کرنش صفحه ای برای آلومینیوم 2024-O ارائه شده است. به منظور ارزیابی روند شبیه سازی عددی و کاربرد روابط ارائه شده در شبیه سازی های عددی پیچیده تر، مسئله با استفاده از معیار آسیب نرم در نرم افزار آباکوس شبیه سازی گردیده و نتایج با نتایج آزمون های تجربی مقایسه شده است. نتایج شبیه سازی های عددی و تجربی از همخوانی بسیار خوبی برخوردار است.کلید واژگان: آسیب نرم, شبیه سازی اجزای محدود, تنش سه محوره, کرنش شکستDetermination 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 2024-O 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 2024-O 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.
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.