مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تعیین ثوابت معیار تسلیم BBC2003 برای ورق‌های آلیاژ آلومینیوم ناهمسانگرد بر اساس آزمون کشش کرنش صفحه‌ای

نویسندگان
1 دانشجو کارشناسی ارشد/ دانشگاه شاهرود
2 استادیار/ دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شاهرود
3 استادیار/ دانشگاه شاهرود
چکیده
این مقاله یک روش جدید عددی-تجربی برای محاسبه‌ی ثوابت معیار تسلیم ناهمسانگرد پیشرفته‌ی BBC2003 ارائه می‌دهد. محاسبه‌ی هشت ثابت این معیار تسلیم نیازمند تعیین تجربی هشت خاصیت مکانیکی است. این خواص عبارتند از تنش تسلیم تک‌محوره در جهت 0، 45 و 90 درجه نسبت به راستای نورد، ضرایب ناهمسانگردی در این جهت‌ها و تنش تسلیم در شرایط کرنش صفحه‌ای در دو جهت 0 و 90 درجه. اما، تعیین تنش تسلیم و ضرایب ناهمسانگردی دو محوره یکسان هزینه‌ی نسبتا بالایی دارد. در روش ارایه شده در این مقاله، ثوابت معیار تسلیم با استفاده از یک شیوه‌ی ساده، بر مبنای تنش‌های تسلیم کرنش صفحه‌ای در دو جهت 0 و 90 درجه نسبت به راستای نورد، محاسبه ‌می‌شود. دستگاه معادلات ثوابت تابع تسلیم، با تشکیل تابع خطا و کمینه کردن آن با استفاده از روش شیب‌دارترین نزول به روش عددی حل می‌شود. در دو مطالعه‌ی موردی، ثوابت معیار BBC2003 برای ورق آلومینیوم از آلیاژهای AA3105 و AA6061-O با استفاده از این روش محاسبه شد. سپس، دقت پیش‌بینی تنش تسلیم تک‌محوره و ضریب ناهمسانگردی در جهت‌های مختلف و نیز قابلیت منطبق شدن سطح تسلیم با نتایج تجربی، برای دو معیار تسلیم BBC2003 و هیل48، بررسی شد. نتایج نشان می‌دهد که روش ارائه شده دارای دقت و ثبات مطلوب در محاسبه‌ی ثوابت معیار تسلیم پیشرفته و در نتیجه پیش بینی خواص مکانیکی ورق‌های ناهمسانگرد، در جهت‌های مختلف می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Determination of BBC2003 yield criterion constants for anisotropic aluminum alloy sheets based on plane strain tensile test

نویسندگان English

Sajjad Izadpanah Najmabad 1
Mahdi Gerdooei 2
Seyed Hadi Ghaderi 3
2 Shahrood University/Assistant Professor
چکیده English

This paper puts forward a novel numerical-experimental method for calculation of constants of advanced anisotropic yield criterion BBC2003. Calculation of the eight constants of this yield criterion, demands experimental determination of eight mechanical properties of the material. These properties include; axial-yield stresses in 0, 45 and 90 degree with respect to the rolling direction, anisotropic parameters in the directions mentioned and plane strain yield stresses for 0 and 90 degree orientations. However, determination of the equi-biaxial yield stresses and anisotropic coefficients is relatively expensive. In the method presented in this paper, using a simple technique, the constants of the yield criterion are calculated based on plane strain yield stresses in 0 and 90 degree to the rolling direction. The system of equations involving the contestants of the yield function, is solved numerically through defining an error function and minimizing it using steepest descent method. In two case studies, the constants of BBC2003 yield criterion for anisotropic sheets of aluminum alloys AA3105 and AA6061-O, were calculated using this method. Subsequently, the accuracy of predicting of axial-yield stress and anisotropic coefficient in different directions as well as the coincidence of yield surface with experimental results for BBC2003 and Hill48 yield criteria have been investigated. The results show that the proposed method has good accuracy and stability in calculating of advanced yield criterion constants and consequently the mechanical properties of anisotropic sheets in different directions.

کلیدواژه‌ها English

Anisotropic yield criterion
Plane strain yield stress
Aluminum alloy sheet
Plastic anisotropy