مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مدلسازی تغییرات غیر خطی مدول الاستیک تحت بارگذاری متناوب

نویسنده
استادیار دانشگاه صنعتی اصفهان
چکیده
نتایج تجربی بارگذاری-باربرداری روی فلزات نشان می‌دهد که رفتار ماده حین باربرداری و یا بارگذاری مجدد بعد از تغییر شکل پلاستیک پیچیده و غیرخطی است. ولی اکثر مدل‌ها جهت ساده سازی، از یک مقدار ثابت کاهش یافته برای مدول الاستیک حین باربرداری استفاده کرده اند. در این مقاله با هدف توصیف رفتار غیرخطی باربرداری، یک مدل هایپوالاستیک پیشنهاد گردید. در این مدل با شروع تغییر شکل الاستیک، مدول الاستیک از مقدار اولیه خود به صورت نمایی شروع به کاهش یافته و در لحظه شروع تغییر شکل پلاستیک به مقدار نهایی خود می رسد. این مدل به سادگی قابلیت اضافه شدن به هر معادله ساختاری پلاستیسیته را دارد و همچنین برای پیاده سازی عددی آن نیاز به اصلاح روشهای رایج پیاده سازی مثل نگاشت برگشتی نیست. به عنوان مثال، یک مدل ساده پلاستیسیته شامل سطح تسلیم فون-میسز و قانون سخت شوندگی ایزوتروپیک در نظر گرفته شد و مدل هایپوالاستیک پیشنهادی در قالب یک زیر روال برای نرم افزار تجاری آباکوس پیاده سازی شد. نتایج مقایسه رفتار تجربی فولاد DP980 و رفتار پیش‌بینی شده توسط مدل نشان می‌دهد این مدل ساده قادر است تا رفتار غیر خطی باربرداری را با تقریب خوبی توصیف نماید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Modeling of nonlinear elastic modulus variation during cyclic loading

چکیده English

Complex nonlinear unloading behavior following plastic deformation on metals has been observed by researchers. However, a constant chord modulus has been used by most of the researchers to describe the unloading behavior. In this study, a new hypoelastic model is proposed in order to describe this complex nonlinear behavior. The elastic modulus is assumed to be the initial Young’s modulus at the beginning of each loading reversal and is exponentially decreased with the elastic deformation and finally saturates to a particular value at the start of plastic deformation. The model can be easily utilized in any plasticity constitutive law. Furthermore, its numerical implementation is fairly straightforward. As an example, a simple constitutive law was developed using the von-Mises yield function, isotropic hardening law and the proposed hypoelastic model. This constitutive law was implemented into ABAQUS commercial package via a user material subroutine UMAT. A comparison between the experimental response of DP980 and its simulated response showed that the model is able to describe the material response fairly well.

کلیدواژه‌ها English

Constitutive law
Nonlinear Unloading Behavior
Elastic Modulus Variation
Hypoelastic Model