مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تحلیل تجربی رفتار رچتینگ و نرم‌شوندگی پوسته‌های جدار نازک فولادی ضدزنگ SS304L تحت بارگذاری خمش خالص تناوبی

نویسندگان
1 استاد دانشگاه فردوسی مشهد
2 دانشجوی دکتری دانشگاه فردوسی مشهد
3 دانشجوی ارشد دانشگاه صنعتی شاهرود
4 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده
در این تحقیق به بررسی تجربی رفتار رچتینگ و نرم شوندگی پوسته‌های جدار نازک فولادی ضدزنگ SS304L تحت بارگذاری خمشی خالص به‌صورت تناوبی پرداخته‌شده است. آزمایش‌های تجربی توسط دستگاه سرو هیدرولیک اینسترون 8802 تحت شرایط بارگذاری نیرو-کنترل و جابجایی-کنترل انجام‌شده است و تأثیر پارامتر‌های مختلف شامل نیروی میانگین، دامنه نیرو، طول پوسته های استوانه ای، وجود گشودگی و موقعیت آن بررسی شد. در بارگذاری جابجایی-کنترل، رفتار نرم شوندگی در پوسته‌ها مشاهده می‌شود و تحت بارگذاری نیرو-کنترل با نیروی میانگین غیر صفر انباشتگی کرنش پلاستیک یا پدیده‌ی رچتینگ اتفاق می‌افتد. بر اساس نتایج تجربی، رابطه‌ی خطی بین انرژی پلاستیک و نرخ تغییر شکل پلاستیک مشاهده شد که بیانگر صلبیت فیکسچرهای مورد استفاده در آزمایش‌‌های تجربی است. مشاهده شد که افزایش دامنه‌‌ی نیرو باعث افزایش نیروی بیشینه و درنتیجه منجر به افزایش تغییر شکل پلاستیک می‌شود. همچنین در بررسی وجود گشودگی، پوسته استوانه‌ای دارای گشودگی در میانه، دارای جابجایی رچتینگ بیشتری در مقایسه با پوسته استوانه‌ای بدون گشودگی است و باعث رشد ترک از این نواحی می‌شود. در بارگذاری جابجایی-کنترل، پاسخ پوسته استوانه‌ای تحت بارگذاری خمش خالص تناوبی به چهار ناحیه رشد اولیه، گذر، پایدار و رشد ترک تقسیم می‌شود.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental study on ratcheting and softening behavior of stainless steel 304L thin-walled shells under cyclic pure bending load

نویسندگان English

Mahmoud Shariati 1
Kamal Kolasangiani 2
Behzad Jahangiri 3
Amin Saber 4
1 Professor at Ferdowsi University of Mashhad
چکیده English

In this research, softening and ratcheting behavior of SS304L thin-walled shells under cyclic pure bending load were investigated. Experimental tests were carried out by a servo-hydraulic INSTRON 8802 machine under force-control and displacement-control conditions and the effect of different parameters such as mean force, force amplitude, length of the shells existence and position of cutout were examined. Under displacement-control loading, softening behavior was observed and under force-control loading with non-zero mean force, accumulation of plastic deformation or ratcheting phenomena was occurred. Based on experimental results, linear relation was observed between plastic energy and rate of plastic deformation, which shows the rigidity of fixtures used in the experimental tests. It was observed that increase of the force amplitude accompanied with an increase in maximum force and plastic deformation, finally. Also, analyzing the existence of cutout, ratcheting displacement of cylindrical shells with cutout in the middle of shell is higher than that of the shell without cutout and crack propagation occurred in this area. Under displacement-control loading, reaction of thin-walled shells under cyclic pure bending load is divided into four areas, incubation, transition, steady-state and crack propagation.

کلیدواژه‌ها English

Thin-walled shell
Cyclic pure bending load
Ratcheting
Softening
Cutout