مقايسه مدل هاي غيرخطي در پيش بيني آسيب پيوسته در آلومينيوم در شرايط بارگذاري مختلف

Comparison of Nonlinear Models for Prediction of Continuum Damage in Aluminum under Different Loading

با توجه به اينكه آلومينيوم 5083 يكي از پركاربردترين مواد در سازه موشك، حامل و كاوشگر­هاي فضايي است. در اين مقاله، فرآيند آسيب پيوسته در آلومينيوم 5083 بر اساس مدلهاي غير خطي بنورا و ليميتر بررسي شده است. آزمون عملي بر روي چهار مدل قطعه با شرايط بارگذاري مختلف انجام شده و اثر بارگذاري سيكلي، تنش سه بعدي و دما بر روي گسترش آسيب مورد بررسي قرار گرفته است. براي پيش بيني رفتار ماده در مدل­سازي عددي از هردو مدل غير خطي بنورا و ليمتر استفاده شد. شبيه سازي رفتار ماده در حين شكست در نرم افزار آباكوس به وسيله سابروتين (USDFLD) انجام شده و نتايج بدست آمده با نتايج آزمايشگاهي مقايسه و صحه گذاري ميشود. نتايج شبيه ­سازي و آزمايش تجربي همخواني مناسبي با هم دارند و مقايسه آنها نشان مي­دهد كه اين مدلهاي غيرخطي توانايي خوبي در مدل­سازي فرآيند گسيختگي و شكست ماده آلومينيومي در دماي محيط دارند، اما مدل بنورا داراي دقت بهتري براي پيش ­بيني رفتار ماده است. بررسي اثر دما نشان مي دهد توانايي اين مدلها در پيش بيني لحظه شكست در هنگامي كه دماي قطعه بالا است، رضايت بخش نيست.

In this paper, the continuum damage mechanics principles based on Bonora model and limiter model as a non-linear model are studied. Nucleation, development and propagation of damage in Al 5083 are investigated. Different loading such as cyclic loading, triaxial stress and temperature influence on damage mechanism is investingated. The FE simulation of material behavior during failures is carried out by ABAQUS software package and USDFLD subroutine. The results are validated with experimental tests. These comparison show that the simulation results are verified by experimental tests, and the Bonora model accuracy to behavior modeling is better. Also, capability of model to prediction of fracture is not acceptable when the temperature is high.