مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مقایسه دو روش نرخ کرنش ثابت و متغیر در استخراج ثوابت مادی رفتار فلزات با استفاده از تست میله هاپکینسون

نویسندگان
1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
2 نارمک، دانشگاه علم و صنعت ایران، دانشکده مهندسی مکانیک
3 دانش آموخته دکترای مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
در این مقاله استخراج ثابت های مادی رفتار فلزات با استفاده از تست میله هاپکینسون مورد مطالعه قرار می گیرد. با استفاده از نتایج تجربی دو نمونه فولاد مختلف، چگونگی بدست آوردن ثابت های مدل مادی مربوط به آنها شرح داده می شود. نتایج تجربی تست میله هاپکینسون کششی فولاد 1018 و تست میله هاپکینسون فشاری فولاد 4340 از مراجع استخراج شده است. در تحلیل عددی، دو روش برای محاسبه تنش عددی معرفی می شود که وجه تمایز این دو روش ثابت فرض کردن نرخ کرنش در حین تست میله هاپکینسون است. در هریک از دو روش با مینیمم کردن انحراف معیار تنش های تجربی و عددی، ثابت های بهینه برای مدل مادی جانسون- کوک دو فولاد استخراج می شود. همچنین تغییرات دمایی نمونه ها در حین تست و آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای مدل مادی جانسون- کوک مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که ثابت فرض کردن نرخ کرنش در استخراج ثوابت، منجر به قبول خطای قابل ملاحظه ای می شود؛ به طوریکه برای نمونه های مورد بررسی در این مقاله، حداقل خطای مشاهده شده در محدوده نرخ کرنش مورد مطالعه، در حدود 14% است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Constant and Variable Assuming Strain Rate Methods for Identification of Constitutive Model of Metals Using Hopkinson Pressure Bar Test

نویسندگان English

Hassan Shokrollahi 1
M. Sedighi 2
Mehrdad Khandaei 3
1 M. Sc., Mechanical Engineering Department, Iran Univ. of Science and Tech.
2 School of Mechanical Engineering Iran University of Science and Technology
3 Ph. D., Mechanical Engineering Department, Iran Univ. of Science and Tech.
چکیده English

In the present paper, the parameters of Johnson - Cook (JC) constitutive model for two steels have been identified, based on the Hopkinson pressure bar test results. The experimental data has been taken from the split Hopkinson pressure bar data found in the literature. Using the measured strain pulses, the experimental stress - strain and deformation - time curves can be extracted. The experimental data have been processed using two different methods. In the first method strain rate assume to be constant during deformation and in the other one the deformation has been applied to a modeled specimen. In each method, an optimal set of material constants for JC constitutive model have been computed by minimizing the standard deviation of the numerically obtained stress - strain curve from the experimental data. Also a sensitivity analysis has been performed on JC constitutive model parameters and temperature changes during test have been investigated. The obtained results show that using constant strain rate method, leads to considerable error in results; for example in this study the minimum error is about 14%.

کلیدواژه‌ها English

Constitutive Model
High strain rates
Sensitivity Analysis