پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 7 |
| تعداد شماره‌ها | 399 |
| تعداد مقالات | 5,389 |
| تعداد مشاهده مقاله | 5,288,015 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 4,882,762 |
روش نوین محاسبه کرنش شکست قطعات برشی و ناچ‌دار در شرایط دمایی و سه‌محوره‌ی تنش مختلف | ||
| نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر | ||
| مقاله 10، دوره 54، شماره 8، آبان 1401، صفحه 1917-1932 اصل مقاله (2.78 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22060/mej.2022.21081.7376 | ||
| نویسندگان | ||
| امیررضا استادی1؛ سیدمهدی گنجیانی* 2 | ||
| 1مهندسی و ساخت شرکت خدمات بازرگانی معادن و فلزات غیرآهنی، تهران، ایران | ||
| 2دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| تعیین مشخصات پایدار رفتار ماده تحت تأثیرات تنش و دما به منظور طراحی مطلوب و همچنین بهینه‌سازی پارامترهای فرآیند ساخت در صنعت فرم‌دهی فلزات به طرز قابل توجهی مهم و حیاتی است. هدف این پژوهش ارائه یک روش نوین اندازه‌گیری کرنش شکست قطعات برشی و ناچ‌دار در سه‌محوره‌های مختلف تنش با استفاده از دستگاه اندازه‌گیری وی ام ام می‌باشد. همچنین تاثیرات افزایش دما بر کرنش شکست نیز بررسی شده است. ماده مورد بررسی آلومینیوم 5083-اچ 321 می‌باشد. برای این منظور بیست و چهار نمونه مختلف تخت از جمله نمونه‌های برشی و ناچ‌دار برای چهار نوع سه‌محوره‌ی 2/0 و 33/0 و 38/0 و 55/0 جهت تست در سه محدوده دمایی (25، 200 و 400 درجه سانتیگراد) آماده‌سازی شدند و تحت شرایط بارگذاری استاتیکی مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. کرنش شکست نمونه ها اندازه‌گیری و نتایج مرتبط بدست آمدند. نتایج بدست‌آمده با نتایج تجربی دیگران و همچنین نتایج شبیه‌سازی شده با استفاده از مدل رایس و تریسی مقایسه شدند. همچنین با انجام آزمایش‌های جدیدی که در این مقاله انجام شده است، نقطه قطع‌شدن منحنی در سه‌محوره 2/0 بدست آمده است. با بررسی نتایج مشاهده می‌شود در دمای پایین (℃25)، با افزایش سه‌محوره تنش، کرنش شکست روندی کاهشی دارد، در حالی که در دمای ℃200 این روند تقریبا ثابت و یکنواخت است ولی در دمای ℃400 این روند افزایشی است. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سه‌محوره تنش؛ دما؛ کرنش شکست؛ اجزا محدود؛ روش وی ام ام | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| A New Method for Calculating the Fracture Strain of Shear and Notched Specimens at Various Temperature and Stress Triaxialities | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Amirreza Ostadi1؛ Seyed Mahdi Ganjiani2 | ||
| 1Engineering and Construction of Non Ferrous Mines and Metals Commercial Services Company, Tehran, Iran | ||
| 2Department of Mechanical Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Determining 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. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Stress triaxiality, Temperature, Fracture strain, Finite element simulation, Video measuring method | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
[1] D. Krajcinovic, J. Lemaitre, Continuum damage mechanics: theory and applications, Springer, 1987. [2] J. Hancock, A. Mackenzie, On the mechanisms of ductile failure in high-strength steels subjected to multi-axial stress-states, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 24(2-3) (1976) 147-160. [3] J. Hancock, D. Brown, On the role of strain and stress state in ductile failure, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 31(1) (1983) 1-24. [4] Y. Bao, T. Wierzbicki, On fracture locus in the equivalent strain and stress triaxiality space, International Journal of Mechanical Sciences, 46(1) (2004) 81-98. [5] Y. Bai, T. Wierzbicki, A new model of metal plasticity and fracture with pressure and Lode dependence, International journal of plasticity, 24(6) (2008) 1071-1096. [6] Y. Bai, X. Teng, T. Wierzbicki, On the application of stress triaxiality formula for plane strain fracture testing, Journal of Engineering Materials and technology, 131(2) (2009). [7] A. Pradeau, S. Thuillier, J.W. Yoon, Prediction of failure in bending of an aluminium sheet alloy, International Journal of Mechanical Sciences, 119 (2016) 23-35. [8] W. Li, F. Liao, T. Zhou, H. Askes, Ductile fracture of Q460 steel: Effects of stress triaxiality and Lode angle, Journal of Constructional Steel Research, 123 (2016) 1-17. [9] Y. Lou, H. Huh, S. Lim, K. Pack, New ductile fracture criterion for prediction of fracture forming limit diagrams of sheet metals, International Journal of Solids and Structures, 49(25) (2012) 3605-3615. [10] J. Choung, W. Nam, D. Lee, C.Y. Song, Failure strain formulation via average stress triaxiality of an EH36 high strength steel, Ocean Engineering, 91 (2014) 218-226. [11] V. Jablokov, D. Goto, D. Koss, J. McKirgan, Temperature, strain rate, stress state and the failure of HY-100 steel, Materials Science and Engineering: A, 302(2) (2001) 197-205. [12] F. Yu, P.-Y.B. Jar, M. Hendry, Effect of temperature on deformation and fracture behaviour of high strength rail steel, Engineering Fracture Mechanics, 146 (2015) 41-55. [13] L. Driemeier, M. Brünig, G. Micheli, M. Alves, Experiments on stress-triaxiality dependence of material behavior of aluminum alloys, Mechanics of Materials, 42(2) (2010) 207-217. [14] R.-Y. Chen, H.-Y. Chu, C.-C. Lai, C.-T. Wu, Effects of annealing temperature on the mechanical properties and sensitization of 5083-H116 aluminum alloy, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L: Journal of Materials: Design and Applications, 229(4) (2015) 339-346. [15] H. Wen, H. Mahmoud, New model for ductile fracture of metal alloys. I: Monotonic loading, Journal of engineering mechanics, 142(2) (2016) 04015088. [16] S. Gatea, H. Ou, B. Lu, G. McCartney, Modelling of ductile fracture in single point incremental forming using a modified GTN model, Engineering Fracture Mechanics, 186 (2017) 59-79. [17] M. Zistl, M. Brünig, S. Gerke, Analysis of damage and fracture behavior in ductile metal sheets undergoing compression and shear preloading, International Journal of Material Forming, 15(4) (2022) 1-14. [18] S. Bharti, A. Gupta, H. Krishnaswamy, S. Panigrahi, M.-G. Lee, Evaluation of uncoupled ductile damage models for fracture prediction in incremental sheet metal forming, CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology, 37 (2022) 499-517. [19] X. Chen, Y. Peng, S. Peng, S. Yao, C. Chen, P. Xu, Flow and fracture behavior of aluminum alloy 6082-T6 at different tensile strain rates and triaxialities, PloS one, 12(7) (2017) e0181983. [20] A. Bashiri, M. Hosseini, H. Hatami, Experimental and Numerical investigation on CK45, St12, Al3105 with layers under drop test free loading, Journal of Structural and Construction Engineering, 8(Special Issue 1) (2021). [21] X. Huang, Z. Zhou, Y. Zhu, D. Zhu, L. Lu, Tension–shear experimental analysis and fracture models calibration on Q235 steel, International Journal of Steel Structures, 18(5) (2018) 1784-1800. [22] M. Murugesan, D.W. Jung, Johnson Cook material and failure model parameters estimation of AISI-1045 medium carbon steel for metal forming applications, Materials, 12(4) (2019) 609. [23] G. Su, Y. Liu, X. Xiao, J. Du, P. Zhang, X. Shen, Influences of Stress State, Temperature, and Strain Rate on Ductility of Pure Iron, Journal of Materials Engineering and Performance, 30(3) (2021) 2036-2046. [24] G. Cortis, F. Nalli, M. Sasso, L. Cortese, E. Mancini, Effects of Temperature and Strain Rate on the Ductility of an API X65 Grade Steel, Applied Sciences, 12(5) (2022) 2444. [25] J.-M. Seo, H.-T. Kim, Y.-J. Kim, H. Yamada, T. Kumagai, H. Tokunaga, N. Miura, Effect of strain rate and stress triaxiality on fracture strain of 304 stainless steels for canister impact simulation, Nuclear Engineering and Technology, 54(7) (2022) 2386-2394. [26] P. Wu, Y. Lou, Q. Chen, H. Ning, Modeling of temperature-and stress state-dependent yield and fracture behaviors for Mg-Gd-Y alloy, International Journal of Mechanical Sciences, (2022) 107506. [27] X. Gao, T. Zhang, M. Hayden, C. Roe, Effects of the stress state on plasticity and ductile failure of an aluminum 5083 alloy, International Journal of Plasticity, 25(12) (2009) 2366-2382. [28] W.-F. Chen, D.-J. Han, Plasticity for structural engineers, J. Ross Publishing, 2007. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 428 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 651 |
||
