---

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 ۱۰۱۸ و تست میله هاپکینسون فشاری فولاد ۴۳۴۰ 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 ۱۴% است.

---

اسپری سرد یک فرآیند نسبتا جدید است که از آن برای پوشش¬دهی و ساخت قطعات جدید استفاده می¬شود. مطالعات تجربی این فرآیند هم بسیار هزینه بر و هم به دلیل سرعت بسیار بالای ذرات خیلی مشکل می¬باشد. به همین دلیل استفاده از یک شبیه¬سازی با دقت مناسب برای این فرآیند معقول به نظر می¬رسد. با وجود ناتوانی مدل جانسون-کوک در پیش¬بینی تنش سیلان در نرخ کرنش¬های بسیار بالای معمول در این فرآیند، مطالعات نشان می¬دهد که تمامی تحقیقات گذشته از این مدل در شبیه سازی این فرآیند استفاده کرده¬اند. بنابراین انتظار می¬رود که با استفاده از یک مدل ماده مناسب¬تر برای نرخ کرنش¬های بسیار بالا بتوان شبیه¬سازی¬های گذشته را بهبود بخشید. به همین دلیل در این مقاله، ابتدا مدل PTW در نرم افزار آباکوس پیاده¬سازی و سپس با استفاده از آن فرآیند اسپری سرد برای مس شبیه¬سازی شده است. مقایسه¬ی نتایج حاصل با نتایج حاصل از مدل جانسون-کوک و نتایج تجربی نشان داد که مدل جانسون-کوک در نرخ کرنش¬های بالا حساسیت زیادی به تغییرات نرخ کرنش نداشته و به همین دلیل جواب¬های قابل قبولی را پیش¬بینی نمی¬کند. ولی در مقابل مدل PTW انطباق بیشتری با نتایج آزمایشگاهی داشته و جواب¬های بهتری نسبت به مدل جانسون-کوک ارائه می¬دهد.

---

این مقاله به بررسی معادلات بنیادی حاکم بر رفتار دینامیکی کامپوزیت‌های پلیمری خارج از محور در نرخ کرنش‌های مختلف اختصاص دارد. با استفاده از مدل ناهمسانگردی هیل و با در نظر گرفتن فرضیات حاکم بر کامپوزیت‌های لیفی ، مدلی برای بیان رفتار دینامیکی کامپوزیت‌های پلیمری تعمیم داده شد. با استفاده از قوانین شارش و تعریف تنش موثر و با در نظر گرفتن فرضیاتی نظیر اینکه کامپوزیت‌ها در راستای الیاف، رفتار پلاستیک از خود نشان نمی‌دهند، ثوابت موجود در رابطه هیل کاهش یافته و به یک ثابت به نام a_۶۶ تقلیل پیدا کرد که مدل پلاستیسیته تک پارامتری در حالت دو بعدی نامیده شده است. این مدل برای کامپوزیت‌های خارج از محور نیز تعمیم داده شد. برای هر کامپوزیتی با زوایای الیاف مختلف رابطه تنش موثر- کرنش موثر به دست آمد که با انتخاب مناسب ضریب a_۶۶ که به صورت سعی و خطا به دست می‌آید، می‌توان تمام منحنی‌ها را روی یک منحنی مادر تجمیع کرد. با استفاده از این مدل و داده‌های تجربی محققان مختلف در محدوده تست‌های استاتیکی و شبه استاتیکی (در محدوده نرخ کرنش s^(-۱)۰۱/۰) مدل ویسکوپلاستیسیته‌ای به دست آمده که می‌تواند رفتار کامپوزیت‌های پلیمری را هم در محدوده رفتار استاتیکی و هم در نرخ کرنش‌های بالا (بین s^(-۱)۴۰۰ تا s^(-۱)۱۰۰۰) به خوبی تخمین بزند. ضرایب این مدل در نرخ کرنش‌های بالا به روش برون یابی داده‌های موجود در محدوده تست‌های استاتیکی به دست آمد. درستی این مدل توسط داده‌های تست هاپکینسون مورد بررسی قرار گرفته و صحت آنها به اثبات رسیده است.

---

نمودارهای حد شکل‌دهی، ابزاری مناسب برای پیش‌بینی ناپایداری ورق در فرایندهای شکل‌دهی می‌باشند. هدف از این تحقیق، ارزیابی شکل‌پذیری ورق برنج ۲۶۰ تحت نرخ کرنش‏های مختلف (به‌ویژه نرخ کرنش بالا) است. برای این منظور، سه سری آزمایش تجربی، طراحی‌شده است: آزمون ناکازیما (جهت تعیین نمودار حد شکل‌دهی در شرایط شبه استاتیکی)، شکل‏دهی هیدرودینامیکی (جهت تعیین نمودار حد شکل‌دهی در شرایط نرخ کرنش متوسط) و شکل‌دهی الکتروهیدرولیکی (جهت تعیین نمودار حد شکل‌دهی در شرایط نرخ کرنش بالا). شکل‌دهی الکتروهیدرولیکی یک فرایند شکل‌دهی ورق فلزی با سرعت‌ بالا است که در آن دو یا تعداد بیشتر الکترود در محفظه‌ای پر از آب قرار دارند و تخلیه الکتریکی ولتاژ بالا بین آن‌ها، فشار بالائی جهت شکل دادن ورق ایجاد می‌کند. از کوپل فرمولاسیون لاگرانژی- اویلری انتخابی با الگوریتم اندرکنش سیال و سازه (که در نرم‏افزار ال‌اس‌داینا در دسترس است)، جهت شبیه‌سازی عددی این فرایند و طراحی هندسه ورق‌ها استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که حد شکل‌دهی ورق برنجی در فرایند الکتروهیدرولیکی، تقریباً یازده درصد نسبت به حالت شبه استاتیکی افزایش می‏یابد. همچنین، شکل‌پذیری این ماده تحت فرایند هیدرودینامیکی چهار درصد بیشتر از مقدار شبه استاتیکی است.

---