عنوان
توسعه مدل آسيب نرم اصلاح‌شده لمتر به‌منظور پيش‌بيني رشد آسيب در شكل‌دهي ورق‌هاي فلزي با شكل‌پذيري مناسب
مقطع تحصيلي
دكتري
چكيده
وسيعي از حالات بارگذاري مختلف باشد؛ مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور ابتدا مباني نظري مدل آسيب لمتر معرفي شده است. سپس با فرضيه‌هاي مناسب معادلات ساختاري براي ورق‌هاي فلزي (در حالت تنش‌صفحه‌اي) آسيب به‌عنوان يك پديده نامطلوب و پيش‌رونده شناخته مي‌شود كه منجر به شكست نهايي در ماده مي‌گردد. بنابراين شناخت صحيح اين پديده مي‌تواند به توليد قطعات باكيفيت بيانجامد. در سال‌هاي اخير از مدل آسيب نرم لمتر به‌دليل برخورداري از دقت قابل قبول و نياز به محاسبه تنها دو پارامتر مادي به‌طور گسترده‌اي در تعيين رفتار آسيب فلزات نرم استفاده شده است. با اين وجود مدل لمتر در نمونه‌هايي كه در معرض بارگذاري‌هاي دورتر از نقطه كاليبراسيون (تنش سه‌محوري 33/0) مدل هستند، قادر به پيش‌بيني دقيق رفتار رشد آسيب نيست. به‌همين علت در پژوهش حاضر توسعه مدل اصلي لمتر به‌گونه‌اي كه قادر به پيش‌بيني مناسب رفتار آسيب در ورق‌ها به‌ازاي طيف تعميم داده شده است. تعميم مدل با فرض تغييرشكل‌هاي كوچك، رفتار همسان‌گرد كارسختي و آسيب ارايه شده است. براي تعيين پارامترهاي مادي مدل رويكردهاي عددي و تجربي معرفي و با بررسي بر روي فلزهاي مختلف مورد ارزيابي قرار گرفته است. به‌منظور رفع محدوديت مدل اصلي دو راهكار كلي براي توسعه مدل پيشنهاد شده است. راهكار نخست بر مبناي فرض پارامتر مادي آسيب مدل به‌صورت تابعي از تغييرات تنش سه‌محوري است. به‌منظور بررسي اثر تعداد و موقعيت نقاط كاليبراسيون تابع مورد نظر در دقت مدل توسعه‌يافته از سه، پنج و هفت نقطه كاليبراسيون استفاده شده است. هم‌چنين راهكار دوم بر مبناي در نظر گرفتن اثر پارامتر لود در معادلات ساختاري مدل اصلي پيشنهاد و تعيين گرديده است. به‌منظور پيش‌بيني رفتار آسيب در تمامي مدل‌هاي مورد بررسي و بر اساس الگوريتم‌هاي حل عددي ارايه‌شده، زيربرنامه مناسب در محيط نرم‌افزار آباكوس ايجاد گرديده است. به‌منظور ارزيابي ميزان بهبود نتايج مدل‌هاي توسعه‌يافته پيشنهادي، يازده نمونه در شرايط بارگذاري مختلف معرفي و شبيه‌سازي رفتار آسيب با مدل‌هاي معرفي‌شده انجام و با نتايج تجربي مقايسه شده است. مقايسه نتايج بهبود ميانگين دقت در تمامي مدل‌هاي توسعه‌يافته پيشنهادي در مقايسه با مدل اصلي لمتر و كارآمدي توسعه‌هاي پيشنهادي را نشان مي‌دهد. هم‌چنين به‌منظور ارزيابي كارايي و قابليت اطمينان مدل‌هاي توسعه‌يافته در پيش‌بيني صحيح رفتار آسيب در شكل‌دهي ورق‌هاي فلزي در مقايسه با مدل اصلي، آزمايش شكل‌دهي اريكسن بر روي ده ورق با ابعاد مختلف مورد ارزيابي قرار گرفته است. مكان هندسي شكست، سطح شكست و منحني حد شكل‌دهي مدل‌هاي توسعه‌يافته پيشنهادي در مقايسه با مدل اصلي و نتايج تجربي مقايسه شده است. در نتيجه، در ميان مدل‌هاي پيشنهادي، راهكار نخست با انتخاب هفت نقطه كاليبراسيون و سپس راهكار دوم بهترين بهبود دقت پيش‌بيني رفتار آسيب را نشان مي‌دهند. نتايج نشان‌دهنده كارايي راهكارهاي پيشنهادي در رفع محدوديت‌هاي مدل اصلي است.
شماره ركورد
227431
دانشگاه
دانشگاه اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك- طراحي كاربردي شاخه تخصصي مكانيك جامدات
استاد راهنما
فرهاد حاجي ابوطالبي