-
شماره ركورد
23492
-
شماره راهنما
MEC3 21
-
نويسنده
صادقي نژاد نجف آبادي، محمد سهيل
-
عنوان
توسعه مدل آسيب نرم اصلاحشده لمتر بهمنظور پيشبيني رشد آسيب در شكلدهي ورقهاي فلزي با شكلپذيري مناسب
-
مقطع تحصيلي
دكتري
-
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك- طراحي كاربردي شاخه تخصصي مكانيك جامدات
-
دانشكده
فني و مهندسي
-
تاريخ دفاع
مردادماه 1402
-
صفحه شمار
161 ص.
-
استاد راهنما
فرهاد حاجي ابوطالبي
-
توصيفگر فارسي
مكانيك آسيب پيوسته , توسعه مدل آسيب نرم لمتر , تنش سهمحوري , پارامتر لود
-
چكيده فارسي
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.
-
توصيفگر لاتين
Continuum damage mechanics (CDM), , Development of Lemaitre’s ductile damage model , stress triaxiality , Lode parameter
-
عنوان لاتين
Development of Modified Lemaitre’s Ductile Damage Model in order to Predict Damage Growth in Sheet Metal Forming with Suitable Formability
-
گروه آموزشي
مهندسي مكانيك
-
چكيده لاتين
Damage is known as an undesirable and progressive phenomenon that leads to the final failure of the material. Therefore, acquiring a comprehensive understanding of this phenomenon can greatly contribute to the production of high-quality components. The utilization of the Lemaitre ductile damage model has become widespread in recent years for evaluating the behavior of ductile metals. This is primarily attributed to its acceptable accuracy and the requirement of calculating only two material parameters. However, the Lemaitre’s damage model is unable to accurately predict the damage growth behavior in samples exposed to loads significantly different from the model's calibration point (stress triaxiality of 0.33). Therefore, the current study focuses on the development of the original Lemaitre model to accurately predict the damage behavior in sheet metals subjected to various loading conditions. To achieve this goal, the theoretical foundations of the Lemaitre’s damage model have been introduced initially. Subsequently, the constitutive equations for metal sheets were generalized by considering appropriate assumptions (plane stress condition). The model generalization was presented considering small deformations, isotropic hardening behavior, and damage growth. To determine the material parameters of the model (r), numerical and experimental approaches have been introduced and evaluated through investigations on various metals. To address the limitations of the original model, two general approach have been suggested for the development of the model. The first approach involves assuming the damage parameter of the original model to be a function of stress triaxiality. To evaluate the impact of the number and placement of calibration points on the accuracy of the developed model, the desired function was calibrated using three, five, and seven calibration points. Additionally, the second approach considers the influence of the Lode parameter in the constitutive equations of the original model. An appropriate subroutine was developed in the Abaqus software environment to predict the damage growth behavior in all examined models using the presented numerical solution algorithms. To evaluate the improvement of the proposed developed models, eleven specimens have been introduced under various loading conditions. The simulation of the damage behavior using the introduced models has been performed, and the results have been compared with experimental data. The comparison of the results demonstrates the improved accuracy and effectiveness of all proposed developed models in comparison to the original Lemaitre’s model. To evaluate the accuracy and reliability of the developed models in predicting damage behavior during sheet metal forming, compared to the original model, ten different strips were subjected to the Erichsen forming test. Additionally, the fracture loci, fracture surface, and forming limit diagram (FLD) of the proposed developed models were determined and compared with those of the original Lemaitre's model and empirical results. As a result, among the proposed models, the first approach, which involves selecting seven calibration points, followed by the second approach, demonstrates the most significant improvement in the accuracy of predicting damage behavior. The results indicate the effectiveness of the proposed approaches in addressing the limitations of the original model.
-
تعداد فصل ها
6
-
استاد مشاور خارج از دانشگاه
محمد مشايخي
-
لينک به اين مدرک :