بررسي رفتار ميكرو مكانيكي فولاد فريتي - مارتنزيتي تحت بارگذاري هاي پيچيده

Investigation of the micromechanical behavior of ferritic-martensitic steel under complex loading

در اين مقاله رفتار مكانيكي فولاد دوفازي فريتي-مارتنزيتي با استفاده از روش هاي عددي و آزمايشگاهي در ابعاد ماكرو و ميكرو مورد بررسي قرار گرفته است. به منظور بررسي اثر حالت تنش بر رفتار شكست ماده، چهار نمونه آزمايشگاهي تحت حالت‌هاي مختلف تنش تست شده‌اند. پس از تصويربرداري از ريزساختار ماده با استفاده از ميكروسكوپ‌هاي نوري، با استفاده از كد پردازش تصوير و كد اجزاء محدود نوشته‌ شده به ترتيب در نرم‌افزارهاي تجاري متلب و آباكوس، سلول واحد سهبعدي براساس ساختار واقعي ماده، مدل شده است. سپس توانايي مدل ميكرومكانيكي پيشنهادشده، با مقايسه نتايج مدل سازي عددي با رفتار ماكرومكانيكي بدست‌آمده از آزمونهاي تجربي تحت حالتهاي مختلف تنش، مورد ارزيابي قرار گرفته شد. نتايج نشان ميدهد كه مدل ميكرومكانيكي قابليت پيش بيني منحني تنش-كرنش تحت حالتهاي مختلف تنش، به غير از حالت برش، را دارد. درنهايت با استفاده از مدل ميكرومكانيك پيشنهادشده، به بررسي اثر پارامترهاي حالت تنش بر روي نسبت سهم‌بندي تنش-كرنش و كرنش محلي پلاستيك در لحظه شكست پرداخته شد كه نتايج نشان مي‌دهد كه اين مقادير كاملا وابسته به ضرايب حالت تنش مي باشند.

In this paper, the mechanical behavior of dual phase steel has been investigated in the macro and micro scales as experimentally and numerically. In order to study the influence of stress states on the mechanical behavior and fracture strain of DP600, four different specimens were tested under different stress states. Afterward, the obtained microstructure images by light microscope, were utilized to generate a 3D representative volume element based on the real microstructure. The microstructure images were converted to a 3D RVE model by image processing and finite element codes in Matlab and Abaqus commercial software, respectively. Then, the ability of the micro mechanical model to predict the macro mechanical behavior was evaluated under different stress states. The results demonstrate the micro mechanical model is able to predict the macro mechanical flow curve under different stress states except for shear. Finally, the influence of stress states on the stress to strain partitioning rate and the local plastic strain at fracture point were assessed. The results show stress-strain partitioning and local plastic strain are strongly dependent on stress state.