استخراج عددي نمودار حد شكل دهي فولاد 304 بر اساس تغيير فاز در فرايند كشش عميق

Numerical Determination of the Forming Limit Diagram for 304 Stainless Steel Based on Phase Change in Deep Drawing Process

هدف از انجام اين تحقيق، استخراج پارامترهاي لازم براي مدل سازي آسيب به روش عددي و با استفاده از نرم افزار ABAQUS است. براي مقايسه و بررسي صحت نتايج اين روش، اين پارامترها به روش عملي استخراج شده اند. براي اين منظور، ابتدا پارامترهاي نمودار FLD به‌طور عملي از آزمون اريكسن براي فولاد زنگ نزن نيمه پايدار آستنيتي304 استخراج شده است. با يك روش جديد، رفتار تغيير فاز از آستنيت به مارتنزيت اين فولاد در حين شكل دهي كشش عميق توسط نرم افزارهاي CLEMEX و SIGMAPLOT مدل شده است و نتايج آن با تعريف تغييرات خواص مكانيكي و فيزيكي ماده الاستيك-پلاستيك با برنامه نويسي به زبان فورترن توسط زيربرنامه VUMAT به نرم افزار ABAQUS انتقال مي يابد. سپس آزمون اريكسن در نرم افزار ABAQUS شبيه سازي گرديده و از زيربرنامه ذكرشده جهت تعريف تغييرات خواص در شبيه سازي استفاده شده است. نقاط مستعد به گلويي شدن موضعي، براي تمام نمونه ها شناسايي شده و نمودار FLD عددي بر اساس كرنش هاي اصلي در اين نقاط ترسيم شده است، در پايان، نتايج حاصل از اين روش و پارامترهاي به دست آمده از آزمايش عملي روي نمودار FLD مقايسه مي شوند.

Up to now a large number of models have been developed to measure or predict the damage in equipments. Some of these models have been implemented in ABAQUS software. To implement damage parameters in the software, it is necessary to perform complex and expensive practical tests. One of these damage models is Forming Limit Diagram (FLD).The purpose of this research is deriving required parameters for modeling damage by numerical method and using of software. To study and compare of the accuracy of this method, these parameters have been derived with experimental method. FLD parameters for metastable austenitic stainless steel 304 have been extracted from Erichsen test and then phase change from austenite to martensite during deep drawing have been modeled with CLEMEX and SIGMAPLOT software. By defining changes of physical and mechanical properties of elastic-plastic material, the obtained results are transmitted to ABAQUS via developing a VUMAT subroutine in FORTRAN. Then Erichsen test has been simulated in ABAQUS and aforementioned subroutine was used to define changes of properties in simulation. Critical points susceptible for necking in all test cups are determined and numerical FLD was drawn based on principal strains in these points. Finally, the results of this method and practical tests were compared.