به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « ductile fracture » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «ductile fracture» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • احمد قاسمی قلعه بهمن*، مهدی قره باش

    در این مقاله، ظرفیت باربری نمونه های نانوکامپوزیت زمینه پلیمری دارای شیار  v شکل نوک گرد ساخته شده از رزین اپوکسی LR 630 و نانو گرافن اکسید، به هر دو روش تجربی و تئوری در شرایط مود بازشوندگی خالص، مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا خواص مکانیکی رزین اپوکسی خالص و نانوکامپوزیت، توسط آزمون کشش و خمش سه نقطه، به منظور ساخت نمونه های مورد مطالعه، تعیین شد. از صفحات مستطیلی شامل یک سوراخ لوزی شکل در مرکز با چهار گوشه شیاردار با زاویه ی شیار 60 درجه و شعاع های 2،1و 4 میلی متر در نوک آن، به عنوان نمونه برای آزمون شکست، استفاده شد. سپس نمونه ها تحت بارگذاری کششی تک محوره قرار گرفتند و ظرفیت باربری آن ها اندازه گیری شدند. سپس برای پیش بینی های تئوری به دلیل رفتار نرم نمونه های مورد بررسی، از ترکیب روش مفهوم ماده معادل (EMC) با یک معیار شکست ترد شناخته شده به نام معیار بیشترین تنش محیطی (MTS)، استفاده شد و بعد از آن نتایج تجربی و تئوری باهم مقایسه شدند. نتایج حاصل از آزمایش نشان داد که با افزودن نانوذره به رزین اپوکسی، استحکام آن حدود 8% بهبود پیدا می کند. هم چنین مشاهده شد که بیشترین اختلاف نتایج تئوری و تجربی مربوط به ظرفیت باربری، مربوط به شیار با شعاع 4 میلی متر و حدود 2/9% می باشد. در نهایت مشاهده شد، معیار ترکیبی جدید به خوبی می تواند، بدون نیاز به تحلیل های زمان بر و پیچیده الاستوپلاستیک، نتایج تجربی به دست آمده برای نمونه های نانو کامپوزیتی را پیش بینی کند.

    کلید واژگان: نانوکامپوزیت, زمینه پلیمری شکست نرم, مفهوم ماده معادل, شیار وی شکل, گرافن اکساید}
    Ahmad Ghasemi*, Mahdi Gharehbash

    In this research, the load-bearing capacities of epoxy-based nanocomposite specimens containing rounded-tip V-shaped notches made of epoxy resin LR 630 and nanographene oxide were studied both experimentally and theoretically under pure opening mode conditions. In order to fabricate the studied specimens, first, the tensile properties and fracture toughness of pure epoxy resin and nanocomposite materials were determined by uniaxial monotonic tension and three-point bending tests. Rectangular plates containing a central rhombic hole with four blunt V-shaped corners with a notch angle of 60° and radii of 1, 2, and 4 mm were utilized as the samples for fracture tests. Then, the samples were subjected to uniaxial tensile loading, and their load-carrying capacities (LCC) were measured. For theoretical predictions, due to the ductile behavior of the studied specimens, a combination of the equivalent material concept (EMC) with the well-known brittle fracture criterion, maximum tangential stress (MTS), was employed. Then, experimental and theoretical results were compared. The results of the experiment showed that by adding nanoparticles to the epoxy resin, its strength improved by about 8%, and it was found that the maximum discrepancy between the theoretical and experimental results was related to the groove with a radius of 4 mm, approximately 9.2%. Finally, it was observed that the new criterion (EMC-MTS) could predict the experimental results well without performing any time-consuming and complex elastic-plastic analysis.

    Keywords: Polymer Based Nanocomposite, Ductile Fracture, Equivalent Material Concept, V-Shaped Notch, Graphene Oxide}
  • حسین طالبی قادیکلایی*، حسن مسلمی نائینی، وحید زال، فرزاد احمدی خطیر

    در این پژوهش، پدیده شکست نرم در فرایندهای شکل دهی غلتکی یک مرحله ای مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا، رفتار شکست آلیاژ آلومینیوم 6061-T6 به کمک معیار شکست نرم پدیدارشناختی (موهر-کلمب اصلاح شده)، به کار گرفته شد. در ادامه، کالیبراسیون معیار شکست نرم به کمک روش ترکیبی تجربی-شبیه سازی انجام پذیرفت. مدل سازی فرایند شکل دهی غلتکی به کمک تحلیل اجزای محدود انجام شد و معیار شکست توسط زیربرنامه مناسب به شبیه سازی اجزای محدود اعمال گردید. مطابق با نتایج، معیار مور-کلمب با درصد خطای 47/4 قابلیت پیش بینی شروع شکست در فرایند شکل دهی غلتکی یک مرحله ای را دارا می باشد. با توجه به اثر پذیری دقت نتایج توزیع آسیب از حالت تنش در طول فرایند، اثر پارامترهای فرایند شامل ضخامت، زاویه خم و شعاع گوشه بر پارامتر سه محوری تنش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بیانگر این موضوع می باشد که پارامترهای مذکور تاثیر قابل توجهی بر مقدار پارامتر سه محوری تنش نداشته و مقدار میانگین آن در تمامی حالات در محدوده 57/0 قرار دارد. لذا، نتایج پیش بینی شکست توسط این معیار، قابل تعمیم به سایر حالات در فرایند شکل دهی غلتکی می باشد. بر این اساس، اثر پارامترهای فرایند بر توزیع آسیب و شکست حین فرایند شکل دهی غلتکی بررسی شد. مطابق با نتایج، افزایش ضخامت ورق و زاویه خم موجب افزایش اسیب و همچنین، افزایش شعاع خم موجب کاهش سطح آسیب و با تاخیر افتادن وقوع شکست در فرایند می گردد.

    کلید واژگان: شکل دهی غلتکی, شکست نرم, حالت تنش, مکانیک تغییر شکل}
    Hossein Talebi-Ghadikolaee *, Hassan Moslemi Naeini, Vahid Zal, Farzad Ahmadi Khatir

    In this study, the phenomenon of ductile fracture in single-stage roll forming processes was investigated. In this regard, the fracture behavior of the 6061-T6 aluminum alloy was examined using the Modified Mohr-Coulomb fracture criterion. Subsequently, the calibration of the fracture criterion was carried out using a combined experimental-simulation approach. The roll forming process was modeled using finite element analysis, and the fracture criterion was implemented within the appropriate subroutine of the finite element simulation. According to the results, the Modified Mohr-Coulomb criterion with a 4.47% error capability could predict the onset of fracture in the single-stage roll forming process. Considering the sensitivity of the damage distribution accuracy to the stress state during the process, the effects of process parameters including thickness, bending angle, and corner radius on the triaxial stress parameter were investigated. The results indicate that these parameters do not have a significant impact on the triaxial stress parameter, and its average value remains within the range of 0.057 throughout all cases. Therefore, the fracture prediction results obtained with this criterion can be extended to other roll forming scenarios. Based on this, the influence of process parameters on damage and fracture during the roll forming process was examined. According to the results, an increase in sheet thickness and bending angle leads to an increase in damage, while an increase in the corner radius results in a reduction in damage area and a delayed occurrence of fracture during the process

    Keywords: Roll Forming, Ductile Fracture, Stress State, Deformation Mechanics}
  • Saman Khalilpourazary, Mohammad Zadshakoyan *, Seyed Hamed Hoseini
    In recent decades, the industrial applications of refined grained pure copper and its alloys have been expanded. The properties such as high strength, high density, and low deformability make these alloys more attractive. Hence, investigating the fracture mechanism of refined grained copper is of great significance. In this study, the fracture analysis of copper is investigated using the equal channel angular pressing process. Experimental results on metal alloys demonstrate that stress states should be incorporated in the constitutive equations. Therefore, the fracture process is analyzed by focusing on its relationship with the Lode angle variable. To prepare the equal channel angular processed specimens, a die set is manufactured, and tensile strength tests are carried out on dog-bone and notched flat plate specimens up to fracture. In addition, the mean value of grain sizes of the copper specimens is evaluated. The results demonstrate that the grain refining process profoundly enhances the load-carrying capacity of copper specimens. Moreover, the dog-bone tensile tests clearly show that the peak value of the strain hardening in refined grained copper occurs up to two passes, and after two passes the strain hardening drops. Furthermore, the results reveal that the Lode anglel variable has a significant influence on the failure of the refined grained copper specimens.
    Keywords: Equal Channel Angular Pressing, Copper, Ductile fracture, Lode angle, Stress triaxiality}
  • حامد قلی پور، فریدرضا بیگلری*

    مطالعه حاضر به بررسی تجربی و عددی نمونه های کششی برای مطالعه و شناسایی مکانیزم شکست نرم تحت حالت های مختلف تنش می پردازد. مدل جی تی ان که یک مدل آسیب میکرومکانیکی است، برای شبیه سازی های عددی استفاده شده است. پارامترهای مرتبط با این مدل برای فولاد اس تی 12 با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) با حداقل اختلاف بین نتایج عددی و تجربی آزمون کشش بر روی نمونه استاندارد تعیین شدند. پارامترهای مربوط به حفره در مدل جی تی ان به ترتیب 0/00107، 0/00716، 0/01 و 0/15 برای ff, fc, fN, f0, تعیین شدند. پس از کالیبراسیون مدل آسیب برای ماده مورد مطالعه، آزمون های کشش بر روی نمونه های کششی با هندسه های مختلف انجام شدند. بررسی شکست نگاری برای فهم مکانیزم شکست نرم تحت طیف گسترده ای از حالت های تنش انجام و دو مکانیزم شکست شناسایی شد. مدل آسیب کالیبره شده، برای شبیه سازی المان محدود نمونه های کششی به منظور مطالعه عددی مکانیزم های شکست مشاهده شده در آزمون های تجربی استفاده شد. نتایج عددی استخراج شده مطابقت خوبی با مشاهدات تجربی داشت، به طوری که نمودار نیرو- جابه جایی حاشیه خطا حدود 5% را نشان می دهد. محل شروع شکست، جهت رشد ترک و مقدار جابه جایی در نقطه شکست در مطالعات عددی نیز نشان دهنده مطابقت نزدیک با آزمایشات تجربی بود.

    کلید واژگان: شکست نرم, مدل جی تی ان, جوانه زنی, رشد و به هم پیوستن حفره ها, حالت تنش}
    H. Gholipour, F.R. Biglari*

    The present study is devoted to experimental and numerical investigation of in-situ tensile tests to recognize the mechanisms of ductile fracture under different stress states. The GTN model, which is a micromechanical based damage model, has used for numerical simulations. The parameters related to this model for St12 steel were identified by response surface method (RSM) through minimizing the difference between numerical and experimental results of the tensile test on a standard specimen. The void related parameters of GTN model were determined 0.00107, 0.00716, 0.01, and 0.15 for ff, fc, fN, f0, respectively. After calibrating the damage model for the studied material, the tensile tests were carried out on the in-situ specimens with different geometries. The fractographic analysis was performed to identify the ductile fracture under a wide range of stress states and two failure mechanisms were observed. The calibrated damage model was applied to FE simulations of in-situ tensile specimens for numerical study of the experimentally observed fracture phenomenon. The extracted numerical results showed a good agreement with experimental observations comparing load-displacement plots with a margin of error within 5%. The location of fracture initiation, crack growth orientation, and the displacement at fracture zone in numerical studies also showed close correspondence with experiments.

    Keywords: Ductile Fracture, GTN Model, Void Nucleation, Growth, Coalescence, Stress State}
  • H. Bahrami Ghalehjoogh, S.H. Hoseini *
    Recent studies on the mechanics of materials have shown that the ductile fracture is significantly affected by the stress invariants among progressive plastic deformation. In this paper the micro-mechanical Gurson-TvergaardNeedleman (GTN) model is utilized to investigate the fracture behavior of high-strength steel AISI 4340 under various stress triaxialities. Experimental tensile tests were conducted on the smooth and notched round-bar specimens to evaluate the effect of the stress triaxiality on the fracture initiation. Subsequently, finite element (FE) simulations were implemented using Abaqus/Explicit via the user subroutine VUMAT. The comparison between the simulations and experimental results indicate the best accuracy of the GTN micromechanical model to appraise the ductile fracture initiation. Furthermore, the results demonstrate the significant effect of the stress triaxiality value on the start of the ductile rupture.
    Keywords: Ductile fracture, Gurson, Tvergaard, Needleman model, Damage, High, strength steel}
  • S.F. Hosseini, S. Hadidi, Moud
    In this paper the capability of Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) model in the prediction of ductile damage in 7075-T651 aluminum alloy is investigated. For this purpose, three types of specimens were tested: Standard tensile bars, Round notched bar (RNB) specimens and compact tension (C(T)) specimens. Standard tensile bar tests were used to obtain the mechanical properties of the material and to calibrate the independent parameters of GTN model. RNB and C(T) specimen test results were used for validation of the calibrated parameters. Finite element analyses were carried out using ABAQUS commercial software for two purposes; calibration of the GTN model parameters and validation of the model predictions. The comparison between the finite element analyses and the test results suggested that the GTN model is capable of damage prediction in notched specimens, but not a good in cracked specimens. Finally, To show the applicability of the model in industry-level problems, the model is used for damage predictions of internal pressure vessels made of 7075-t651 aluminum alloy.
    Keywords: Ductile fracture, GTN model, Calibrated parameters, 7075, T651 aluminum alloy}
  • میلاد پرمه، سید جمال حسینی پور *، حامد جمشیدی اول
    در میان مدل های مختلف شکست نرم، مدل خسارت گارسون-تورگارد-نیدلمن (GTN) بدلیل در نظر گرفتن سه مرحله جوانه زنی، رشد و انعقاد حفرات در حین تغییر شکل پلاستیک کاربرد وسیعی دارد. مسائل مهم در این مدل محاسبه دقیق پارامترهای آن می باشد که در روش-های تجربی بسیار وقت گیر و پرهزینه است. لذا برای این منظور از روش های شبیه سازی اجزای محدود استفاده می شود. در نرم افزار آباکوس مدل پلاستیسیته فلزات متخلخل، مکانیزم انعقاد حفرات را در نظر نمی گیرد و با تکیه بر دو مرحله ی جوانه زنی و رشد حفرات مسائل را تحلیل می کند. این موضوع سبب بروز خطا در نتایج انتهایی ناشی از انعقاد حفرات می شود. در این پژوهش کشش تک محوره آلیاژ آلومینیم O-5083 به کمک مدل خسارت GTN شبیه سازی شده است. شبیه سازی با بکارگیری روش المان محدود از طریق زیرروال UMAT برای نرم افزار آباکوس صورت گرفت. پارامترهای مدل خسارت GTN آلیاژ O-5083 با تطبیق منحنی تنش-کرنش مهندسی حاصل از آزمایش تجربی و منحنی شبیه سازی شده برآورد شد. نتایج نشان داد که کد نوشته شده از طریق زیرروال UMAT علاوه بر اینکه منجر به بهبود شبیه سازی مدل خسارت GTN در نرم افزار آباکوس شده، پیش بینی قابل قبولی از پارامترهای مدل GTN بدست می دهد.
    کلید واژگان: مدل خسارت GTN, آلیاژ آلومینیم O, 5083, شکست نگاری نرم, شبیه سازی}
    M. Permeh, S.J. Hosseinipour*, H. Jamshidi Aval
    Among the various models of ductile fracture, Gurson-Tevergard-Needleman (GTN) damage model has been widely used due to consider three steps; nucleation, growth, and the coalescence of voids during plastic deformation. Important issues in GTN model is the exact calculation of the model parameters which in experimental methods are very time consuming and costly. Therefore, the finite element simulation method is used for this purpose. The porous metals plasticity model in Abaqus software does not consider the coalescence of voids step and analyzes issues on the basis of two steps of nucleation and growth of voids. This causes an error in the results. In this study, the uniaxial tension test of aluminum alloy 5083-O is simulated with GTN damage model. Simulation is carried out by using finite element software Abaqus through writing code in the UMAT subroutine. The GTN damage model parameters of AA5083-O are evaluated by matching experimental engineering stress-strain curve and simulated curve. The results showed that the written code through UMAT subroutine addition to led to improve the simulation of GTN damage model in Abaqus software, provides an acceptable prediction of the GTN model parameters.
    Keywords: GTN damage model, Aluminum alloy 5083, O, Ductile fracture, Simulation}
  • میر عماد حسینی، سید جمال حسینی پور، محمد بخشی جویباری
    منحنی حد شکل دهی، نموداری است که مقادیر کرنش های اصلی بزرگتر 1 را درمقابل مقادیر کرنش های اصلی کوچکتر 2 در لحظه وقوع گلویی موضعی ترسیم می نماید. تعیین تجربی منحنی حد شکل دهی معمولا فرآیند بسیار وقت گیر و پر هزینه ای است و نیاز به تجهیزات خاص دارد. از این رو، مدل های تحلیلی و عددی زیادی برای تعیین آن توسعه یافته اند. مدل گارسون- تورگارد- نیدلمن (GTN) یک مدل میکرومکانیکی برای پیش بینی و تشریح رفتار شکست نرم می باشد. این مدل رفتار رشد و تکامل حفره در ریز ساختار را توسط معادلات فیزیکی تشریح می نماید. در این پژوهش روابط و معادلات ساختاری حاکم بر تغییر شکل پلاستیک با استفاده از تابع پتانسیل پلاستیک گارسون و معیار رشد و تکامل حفره GTN جهت پیش بینی پارگی و شکست ورق های فلزی استخراج شده است. این روابط به صورت تحلیلی مورد حل قرار گرفتند. منحنی های حد شکل دهی مربوط به آلیاژهای مورد مطالعه سایر پژوهشگران به صورت تحلیلی با بکارگیری نرم افزار متلب پیش بینی و تعیین گردید. نتایج حاصل از روش تحلیلی با نتایج تجربی و عددی سایر پژوهشگران مقایسه گردیده و مطابقت خوبی را با یکدیگر نشان دادند. در ادامه اثر پارامترهای مدل GTN شامل مقادیر 〖، f〗_0 〖،f〗_C 〖،f〗_N،f_f و همچنین ضریب ناهمسانگردی و نمای کرنش سختی بر روی منحنی حد شکل دهی و روند رشد کسر حجمی حفره به روش تحلیلی مورد بحث و بررسی قرار گرفت.
    کلید واژگان: منحنی حد شکل دهی, مدل GTN, شکست نرم, روش تحلیلی, فرآیند شکل دهی ورق فلزی}
    Mir Emad Hosseini, Seyed Jamal Hosseinipour, Mohammad Bakhshi Jooybari
    A Forming Limit Diagram (FLD) is a graph which depicts the major strains versus values of the minor strains at the onset of localized necking. Experimental determination of a FLD is usually very time consuming and requires special equipment. Many analytical and numerical models have been developed to overcome these difficulties. The Gurson- Tvergaard- Needlemann (GTN) damage model is a micromechanical model for ductile fracture. This model describes the damage evolution in the microstructure with physical equations، so that crack initiation due to mechanical loading can be predicted. In this work by using the GTN damage model، a failure criterion based on void evolution was examined. The aim is to derive constitutive equations from Gurson''s plastic potential function in order to predict the plastic deformation and failure of sheet metals. These equations have been solved by analytical approach. The Forming Limit Diagrams of some alloys which studied in the literatures have been predicted using MATLAB software. The results of analytical approach have been compared with experimental and numerical results of some other researchers and showed good agreement. The effects of GTN model parameters including 〖 f〗_0 〖،f〗_C 〖،f〗_N،f_f، as well as anisotropy coefficient and strain hardening exponent on the FLD and the growth procedure of void volume fraction have been investigated analytically.
    Keywords: Forming limit curve, GTN model, ductile fracture, analytical approach, sheet metal forming}
  • فرهاد حاجی ابوطالبی
    آسیب فلزات، فرآیند فیزیکی پیشرونده ای است که در نهایت منجر به شکست آن ها می گردد. در این تحقیق ابتدا، مدل کوپله الاستیک- پلاستیک- آسیب نرم لمتر به همراه تئوری تغییر شکل های بزرگ توسعه داده شده و به صورت یک زیر برنامه در کد ABAQUS/EXPLICIT پیاده سازی می گردد. سپس با انجام آزمایش های کشش استاندارد و ریز سختی سنجی ویکرز، خواص مکانیکی و آسیب برای فولاد 14St تعیین می شود. برای ارزیابی مدل آسیب و هم چنین خواص تعیین شده، فرآیندهای برش و برش دقیق توسط مدل در دو حالت تئوری تغییر شکل های بزرگ و کوچک شبیه سازی می گردند. مقایسه نتایج شبیه سازی های عددی و گزارش های تجربی نشان می دهد که مدل آسیب نرم لمتر به همراه تئوری تغییر شکل های بزرگ می تواند به دقت رشد آسیب، شروع، گسترش ترک و شکست نرم را در فرآیندهای شکل دهی فلز با تغییر شکل های بزرگ پیش بینی نماید.
    کلید واژگان: مدل آسیب نرم لمتر, تئوری تغییر شکل های بزرگ, فرآیندهای برش و برش دقیق, شکست نرم}
    Abstract- Damage of metals is a progressive physical process which finally leads to the failure of them. In this study, first, a coupled elastic- plastic- Lemaitre's ductile damage model combined with large deformations theory is developed and implemented as a subroutine into ABAQUS/EXPLICIT code. Then, by performing standard tensile and Vickers micro-hardness tests, mechanical and damage properties for St14 steel are determined. For validation of the damage model and also identified properties, cutting and fine cutting processes are simulated by the model in two cases of large and small deformation theories. Comparison of the numerical simulation results and experimental reports show that Lemaitre's ductile damage model combined with large deformation theory can accurately predict damage evolution, crack initiation, propagation, and ductile fracture in the metal forming processes with large deformations. Keywords: Lemaitre's Ductile Damage Model, Large Deformations Theory, Cutting and Fine Cutting Processes, Ductile Fracture.
    Keywords: Lemaitre's Ductile Damage Model, Large Deformations Theory, Cutting, Fine Cutting Processes, Ductile Fracture}
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال