برگشت به شبکه آزمایشگاههای تحقیقاتی دانشگاه علم و صنعت ایران
   [صفحه اصلی ]   [ English ]  
بخش‌های اصلی
معرفی آزمایشگاه::
یادداشتها::
اسکن سه بعدی ::
ترسیم مدل سه بعدی (CAD)::
شبیه‌سازی و تحلیل (CAE)::
بهینه‌سازی::
ساخت نمونه::
کتاب ها::
مقالات::
معرفی نرم افزارها::
دعوت به همکاری::
برخی از پروژه های انجام شده::
::
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
..
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
..
اطلاعات تماس
 

AWT IMAGE

آدرس: تهران، میدان رسالت، خیابان فرجام،
 دانشگاه علم و صنعت ایران،
دانشکده مهندسی خودرو
آزمایشگاه تحقیقاتی شبیه سازی
و طراحی بهینه خودرو

 
تلگرام: 09058538455

تلفن: ۷۷۴۹۱۲۲۴
۷۳۲۲۶۴۱۰
۷۳۲۲۳۹۰۳
فکس: ۷۷۴۹۱۲۲۵
۷۳۰۲۱۶۰۶
تلفن سراسری دانشگاه: 50-77240540
داخلی: 3961 ,6410
وب سایت:
www.asod.ir
نشانی پست الکترونیکی: asod@iust.ac.ir

..
تعاریف تخصصی نرم‌افزارها
AWT IMAGE
..
:: شبیه سازی اجزای محدود آسیب فلزات در نرخ کرنش های متفاوت ::
 | تاریخ ارسال: ۱۳۹۷/۸/۲۳ | 


شبیه سازی اجزای محدود آسیب فلزات در نرخ کرنش های متفاوت
امین کوثری
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی خودرو
در این یادداشت به بررسی آسیبهای مواد داکتیل ( به خصوص فلزات) پرداخته شده است و سپس به مدلهای پیش بینی آسیب و روشهای مدلسازی اجزای محدود آنها پرداخته میشود.
 
شکل 1 : آسیب قطعه هنگام کشش
برای پیشبینی رفتار قطعات ابتدا باید عیوب موثر، شناسایی و بررسی شوند،  سپس به تئوری هایی که آسیب های ناشی از عیوب را بررسی میکنند پرداخته شود.  به صورت کلی عیوب موثر بر کرنش قطعات عبارتند از:
1. ازدیاد حرکت نابه جایی ها
2. اجماع و رشد حفره ها به تدریج با اعمال نیرو (cavity )
3. رشد پیوسته ی حفره ها (cavity )
4. رشد سوپرپلاستیک حفرهها (void)
5. رشد شکننده حفره ها (void)
6. ایجاد میکروترک ها
که در ادامه هر یک جداگانه توضیح داده شده اند.
اولین عیب مورد بررسی، ازدیاد حرکت نابه جایی ها می باشد. زمانی که قطعه ای تحت کرنش های متفاوت قرار میگیرد باعث ایجاد حرکت در نابه جایی ها میشود. عوامل موثر در ایجاد ازدیاد نابه جایی ها تغییر شکل پلاستیک، تنش پایین و دمای بالا می باشد. معیار سنجش ازدیاد نابه جایی ها سرعت حرکت آنها و مسیر حرکتشان می باشد. 
شکل 2 نمایش ازدیاد نابهجایی ها
لین در سال 1993 با تحقیقات خود و تعریف معیار چگالی نا به جایی و معیار آسیب خود را ارائه کرد.
دومین عیبی که مورد بررسی قرار خواهد گرفت، اجماع و رشد حفره ها به تدریج با اعمال نیرو ( cavity ) می باشد. زمانی که قطعه ای تحت کرنش های متفاوت قرار میگیرد باعث ایجاد حفره های جدید ناشی از اجماع نابه جایی ها یا رشد حفره ها ناشی از اجماع حفره ها می شود. از معضلات این عیب میتوان به کاهش تحمل بار توسط قطعه و کاهش تحمل سرعت اعمال نیرو توسط قطعه اشاره کرد.

شکل 3 اجماع و رشد حفره ها به تدریج با اعمال نیرو
 عامل موثر در ایجاد اجماع و رشد حفره ها به تدریج با اعمال نیرو وجود ناخالصی ها میباشد که بیشتر در آلیاژها قابل مشاهده است.این عیب  در کریستال ها وجود ندارد. 
شکل 4  انواع  اجماع و رشد حفره ها به تدریج با اعمال نیرو
دایسون در سال 1990 با تحقیقات خود و استفاده از معیار مقدار کرنش و معیار آسیب خود را ارائه کرد.
 

سومین عیبی که مورد بررسی قرار خواهد گرفت، رشد پیوسته ی حفره ها (cavity) می باشد. زمانی که قطعه ای تحت کرنش های متفاوت قرار میگیرد باعث افزایش اندازه ی حفره ها می شود که برای قطعه مشکل ایجاد میکند. عوامل موثر در ایجاد رشد پیوسته ی حفره ها تغییر شکل مرزدانه ها، تنش های بالا، دمای بالا می باشند. معیار سنجش رشد پیوسته ی حفره ها نسبت عرض حفره ها به طول  آن ها می باشد. 
شکل 5 رشد پیوستهی حفره ها
اشبی در سال 1992 با تحقیقات خود و تعریف معیار افزایش اندازه و معیار آسیب خود را ارائه کرد.
 

شکل 6مدلی دیگر از رشد پیوستهی حفره ها
چهارمین عیبی که مورد بررسی قرار خواهد گرفت، رشد سوپرپلاستیک حفره ها ( void) میباشد. زمانی که قطعه ای تحت کرنش های متفاوت قرار میگیرد و تغییر شکل سوپر پلاستیک میدهد باعث ایجاد حفره های بین مرزدانه ها می شود که برای قطعه مشکل ایجاد می کند. عوامل موثر در ایجاد رشد سوپر پلاستیک حفره ها تغییر شکل مرزدانه ها، روشهای شکل دهی فلزات، سرعت تغییر پلاستیک می باشند . 

شکل 7 رشد سوپر پلاستیک حفره ها 
 
پنجمین عیبی که مورد بررسی قرار خواهد گرفت ،رشد شکننده حفره ها) (void میباشد. زمانی که قطعه ای تحت کرنش های بالا قرار میگیرد و در قطعه ذرات فاز دوم وجود داشته باشد. باعث ایجاد و تجمع حفره ها اطراف ذرات فاز دوم میشود که برای قطعه مشکل ایجاد میکند. عوامل موثر در ایجاد رشد شکننده حفره ها چگالی حفره ها، چگالی ذرات فاز دوم، نرخ کرنش میباشند .
 
شکل 8 رشد شکننده 
افراد مختلفی از جمله لی و بویر این عیب را بررسی و مدل بندی کرده اند.
 

ششمین عیبی که مورد بررسی قرار خواهد گرفت، ایجاد میکروترکها میباشد. زمانی که قطعه ای تحت کرنش های متفاوت و تغییر شکل گرم  قرار میگیرد باعث ایجاد میکروترکها میشود. عوامل موثر در ایجاد میکروترکها تغییر اندازه دانه ها، چگالی ذرات فاز دوم، دمای بالا میباشند .
 
شکل 9 ایجاد میکروترک ها
 
معیارهای پیش بینی آسیب:
اولین مدلی که بررسی میشود مدل آسیب گارسون است که قابل استفاده برای تمامی عیوب میباشد. این مدل یکی از بهترین عملکردها را در شبیه سازی آسیب قطعات در عیوب رشد پیوستهی حفره ها( (cavity، رشد سوپرپلاستیک حفرهها ((void، رشد شکننده حفره ها ((void دارد .
معادلات آسیب آن را در قسمت زیر میتوان مشاهده کرد.
 
دومین مدلی که بررسی میشود مدل آسیب هوپوترا است که قابل استفاده برای تمامی عیوب میباشد. برای شبیه سازی قطعات از روش  تنش سه محوری استفاده میکند و رابطهای برای تنش و کرنش ارائه میکند .معادلات آسیب آن را در قسمت زیر میتوان مشاهده کرد.
 
  
سومین مدلی که بررسی میشود مدل آسیب لمایتره است که قابل استفاده برای تمامی عیوب میباشد. بهترین روش برای پیش بینی آسیب شکل دهی ورقات فلزی  برای شبیه سازی قطعات از روش  تنش فون میسز استفاده میکند و رابطهای برای تنش و کرنش ارائه میکند. معادلات آسیب آن را در قسمت زیر میتوان مشاهده کرد.
 

چهارمین مدلی که بررسی میشود مدل آسیب جانسون کووک است که قابل استفاده برای تمامی عیوب میباشد. بهترین روش برای پیش بینی آسیب تمامی شکلدهیها میباشد.  برای شبیه سازی قطعات از روش  تنش سه محوری استفاده میکند و در آن نرخ کرنش و دما از عوامل موثر بر آسیب قطعه شمرده میشود. رابطهای برای تنش و کرنش ارائه میکند. معادلات آسیب آن را در قسمت زیر میتوان مشاهده کرد.

پنجمین و آخرین مدلی که بررسی میشود مدل آسیب ویرتسبیکی میباشد.یکی از جدیدترین روابطی که برای مدل سازی آسیب ارائه شده است. قابل استفاده برای تمامی عیوب میباشد. بهترین عملکرد را در  نیرو های زیاد،  میکروترک ،میکرو حفره ها را دارا میباشد .برای شبیه سازی قطعات از روش  تنش سه محوری و عوامل منحرف کننده تمرکز تنش استفاده میکند. رابطهای برای تنش و کرنش ارائه میکند. اما نیاز به تکمیل  دارد. اولین نظریه تکمیلی برای تئوری ویرتسبیکی که بررسی می شود، تئوری  ژو است. که استفاده از موارد زیر را به معیار ویرتسبیکی اضافه کرد. که از آن جمله میتوان به زاویه لود، فشار، رابطهی ارائه شده برای تنش و کرنش اشاره کرد .معادلات آسیب آن را در قسمت زیر میتوان مشاهده کرد.

 
دومین نظریه تکمیلی برای تئوری ویرتسبیکی که بررسی میشود، تئوری باوو است. . که استفاده از موارد زیر را به معیار ویرتسبیکی اضافه کرد. که از آن جمله میتوان به تنش هیدرو استاتیک ، فشار، رابطه  ارائه شده برای تنش و کرنش اشاره کرد . معادلات آسیب آن را در قسمت زیر میتوان مشاهده کرد.


در این جا استفاده از تئوریهای آسیب در نرم افزارهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است.
 
روش نرخ کرنش نرم افزار مورد استفاده
 Gurson متوسط  -
 Hooputra متوسط  Pam crash
 Lemaitre پایین  Ls dyna , autodyne
 Johnson–Cook بالا  abaqus, lsdyna,autodyn
 Xue–Wierzbicki بالا  -
 Bao-Wierzbicki بالا  -

 CALIBRATION OF THE FRACTURE LOCUS FOR THE TI-6AL-4V TITANIUM ALLOY

در مقاله ای که در ادامه معرفی شده است ازمدل آسیب  Bao-Wierzbicki استفاده شده است و  شبیه سازی در نرمافزار آباکوس انجام شده و برای تستهای تجربی از تست کشش استفاده شده و تعداد تستهای گرفته شده 11 و در سه جهت مختلف میباشد. نمودار نتیجهی نهایی را میتوان در زیر مشاهده کرد.
 

در این مقاله ازمدل آسیب  xue-Wierzbicki استفاده شده است و  شبیه سازی در نرمافزار LS-DYNA انجام شده و برای تستهای تجربی از تست چارپی استفاده شده و تعداد تستهای گرفته شده 5 و در سه جهت مختلف میباشد. نمودار نتیجهی نهایی را میتوان در زیر مشاهده کرد. زمان شکست در 50 میلی ثانیه و پیدا کردن ضرایب در نرم افزار را در زیر میتوان مشاهده نمود.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Comparison between Lemaitre and Gurson damagemodels in crack growth simulation during blanking  process
 
در این مقاله ازمدل های آسیب  Gurson, lemaire استفاده شده است و  شبیه سازی در نرمافزار abaqus انجام شده و برای تست-های تجربی از تست Metal blancking استفاده شده و تعداد تستهای گرفته شده 5 و در یک جهت مختلف میباشد. نمودار نتیجهی نهایی را میتوان در زیر مشاهده کرد .

 
 processing damage computation An enhanced Lemaitre model formulation for materials
در این مقاله ازمدل های آسیب  lemaire استفاده شده است و  شبیه سازی در نرمافزار ls-dyna انجام شده و برای تستهای تجربی از تست کشش  استفاده شده و تعداد تستهای گرفته شده15  و در یک جهت مختلف میباشد. نمودار نتیجهی نهایی را میتوان در زیر مشاهده کرد.
 
 
در حالت کلی می توان گفت:
 
روش بهترین روش برای   اطلاعات موجود
 Gurson تنش های برشی معدود فلزات  
 Hooputra کشش معدود فلزات
 Lemaitre شکل دهی سرد فلزات اکثر فلزات
 Johnson–Cook برای تمامی روش ها   اکثر فلزات  
 Xue–Wierzbicki برای تمامی روش ها ناقص
 Bao-Wierzbicki شکل دهی گرم فلزات ناقص

 
 
کلیدواژه ها: خمش سه نقطه | مقاومت کامپوزیت | وزن خودرو | کامپوزیت | مدل‌سازی | معیارهای شکست کامپوزیت |
دفعات مشاهده: 46 بار   |   دفعات چاپ: 2 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 0 بار   |   0 نظر

CAPTCHA code
   
سایر مطالب این بخش سایر مطالب این بخش نسخه قابل چاپ نسخه قابل چاپ ارسال به دوستان ارسال به دوستان
Persian site map - English site map - Created in 0.27 seconds with 48 queries by YEKTAWEB 3816