گسترش آسيب نرم تحت شرايط تنش سه بعدي: عددي و تجربي

Ductile Damage Evolution under Triaxial Stress Conditions: Computational and Experimental Evaluations

امروزه مكانيك آسيب پيوسته ‌به عنوان يك ابزار كارا در شبيه‌سازي شكست نرم شناخته مي‌شود. در اين مقاله اعتبار مدل مكانيك آسيب پيوسته لمتر، ‌به صورت تجربي و عددي براي فولاد A533B-C1 تحت شرايط تنش سه بعدي سنجيده مي‌شود .ابتدا پارامترهاي آسيب مدل توسط يك آزمايش كشش بر روي يك نمونه‌ي شياردار در شرايط تنش سه بعدي به دست مي‌آيد. سپس اين مدل براي نمونه‌ي تحت آزمايش به روش اجزاي محدود شبيه‌سازي مي‌شود. نتايج حاصل از آزمون و پيش‌بيني‌هاي تحليل اجزاي محدود تطابق قابل قبولي را نشان مي‌دهند. در ادامه توانايي مكانيك آسيب در پيش‌بيني توزيع تنش در نقطه گلويي، تغيير شكل نهايي و زمان بروز شكست در يك نمونه‌ كشش ساده به صورت عددي و تجربي محك زده مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهد پيش‌بيني‌هاي مدل آسيب نرم، تطابق خوبي با نتايج تجربي دارد. از ديگر نتايج اين تحقيق، نشان دادن توانايي مكانيك آسيب در پيش‌بيني پديده‌گلويي شدن و شكست نهايي براي نمونه‌ي كششي است.

The continuum mechanic simulation of micro-structural damage process is important in the study of ductile fracture mechanics. In this paper, the continuum damage mechanics model formulation proposed by Lematire has been validated against ductile damage evolution experimentally measured in A533B-C1 steel under stress triaxiality conditions. First, a procedure to identify the model parameters from test was defined. Then, the finite element model was used to simulate the experiment carried out on a notched flat rectangular bar. Good agreement was observed between the experimental results and finite element predictions. Next, the identified parameters on A533B-C1 steel were used to simulate the results from a conventional tensile test by finite element method. The specimen was prepared according to ASTM E08 standard. The stresses at necking stage and ultimate load calculated by the damage based method were compared with those obtained from the test. The comparisons indicate a good agreement between the simulated and the experimental results.