Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
11
1
gregorian
2017
2
1
16
12
online
1
fulltext
fa
تحلیل تجربی و عددی انباشت کرنش پلاستیک در ورق آلیاژ آلومینیوم2024-T3با ضخامت کم در بارگذاری کم چرخه
Experimental and numerical analysis of ratcheting in thin Aluminum alloy 2024-T3 plate in low cycle loading
انباشت کرنش پلاستیک در طول بارگذاری سیکلی یکی از دلایل وقوع واماندگی خستگی میباشد. به منظور پیشبینی عمر خستگی ورقها، ضروری است انباشت کرنش پلاستیک و همچنین عوامل موثر بر میزان آن در طول بارگذاریهای سیکلی به دقت محاسبه شود. در این تحقیق با استفاده از ترکیب معیار سختشوندگی ایزوتروپیک غیرخطی و سینماتیک غیرخطی شابوش اصلاح شده و افزودن آن به برنامه المان محدود تجاری آباکوس، با استفاده از زیر برنامه نوشته شده در فرترن، میزان انباشت کرنش در نمونههای ساخته شده از ورق نازک آلومینیومی مورد بررسی قرار گرفته است. در همین راستا، با انجام آزمایشهای سیکلی تجربی با کنترل کرنش و همچنین آزمایشهای سیکلی با کنترل تنش، ضرایب مورد نیاز برای برای شبیهسازی رفتار سختشوندگی آلیاژ آلومینیوم 3T -2024 بدست آمده و انباشت کرنش پلاستیک برای حالتهای مختلف بارگذاری تک محوره شبیهسازی شده است. مقایسه نتایج تجربی و نتایج پیشبینی شده نشان میدهد که در صورت تعیین بهینه مولفههای ترکیب معیار سختشوندگی ایزوتروپیک غیرخطی و سینماتیک غیرخطی شابوش اصلاح شده، این مدل توانایی خوبی در پیشبینی نتایج تجربی دارد. همچنین نتایج نشان میدهد که افزایش دامنه تنش و همین طور تنش میانگین، باعث افزایش میزان انباشت کرنش میشود. بررسی نتایج 4 حالت اعمال بار سیکلی نشان میدهد که میزان نسبت تنش، تاثیر مستقیم بر نرخ کرنش دارد و در حالتیکه بیشترین مقدار بار اعمالی سیکلی یکسان باشد، افزایش میزان نسبت تنش باعث افزایش انباشت کرنش پلاستیک میشود. همچنین نرخ رشد اولیه انباشتگی کرنش زیاد بوده اما با افزایش تعداد سیکلها این مقدار کاهش مییابد.
Accumulation of plastic strain during cyclic loading is one of the main reasons for fatigue failure. In order to predict the fatigue life of plates, it is necessary to calculate the accumulated plastic strain and the affecting parameters carefully. In this study, a combination of nonlinear isotropic and nonlinear kinematic hardening model (modified Choboche) was implemented in the commercial finite element code of ABAQUS, by using a FORTRAN subroutine to calculate the accumulation of strain in samples made from thin plates of aluminum. In this regard experimental, strain controlled and stress controlled cyclic tests were carried out, and the required coefficients for simulating the hardening behavior of aluminum alloy 2024-T3 were obtained and the accumulation of plastic strain was simulated at different uniaxial loading condition. The comparison of the experimental and the predicted results shows that, the determination of optimal coefficients for combined nonlinear isotropic and nonlinear kinematic hardening model (modified Choboche), has an adequate ability to predict the experimental results. The obtained results also show that, increasing stress amplitude and mean stress increase the strain accumulation. The results from 4 types of cyclic loading indicate that the stress ratio has a direct influence on the strain rate when the maximum applied cyclic load is kept the same, and an increase in stress ratio increases the accumulation of plastic strain. Moreover, the rate of strain accumulation at the first cycles is high while it is reduced by increasing the number of cycles.
انباشت کرنش,سختشوندگی سینماتیک غیر خطی,بارگذاری کم چرخه,پلاستیسیته
Strain Ratcheting,Nonlinear kinematic hardening,Low cycle loading,Plasticity
445
454
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-1293&slc_lang=fa&sid=15
Elyas
Abdollahi
الیاس
عبداللهی
100319475328460065557
100319475328460065557
No
دانشجوی دکترا دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز
Tajbakhsh
Navid Chakherlou
تاجبخش
نوید چاخرلو
100319475328460065573
100319475328460065573
Yes
هیئت علمی دانشگاه