ارايه مدلي تيوري براي بررسي پاسخ آلياژ آلومينيوم 6061 در بارگذاري با نرخ كرنش بالا

Theoretical model to investigate response of aluminum 6061 alloy under high strain rate loading

در اين تحقيق، با لحاظ كردن پارامترهاي موثر بر تنش جريان برشي و بر اساس ديدگاه ريزساختاري و استفاده از تيوري نابجاييها، يك مدل تيوري براي بررسي پاسخ بارگذاري موج شوك پايدار بر روي فلزات FCC، ارايه شده است. اين تحقيق با ارايه روابط بنيادي براي موج شوك، به يك رابطه نهايي شامل تنش برشي و كشيدگي پلاستيك دست يافته است.با حل تحليلي اين رابطه، نمودار تنش برشي بر حسب تغيير شكل موثر پلاستيك، رسم شده است.روابط بنيادي ارايه شده، با فرض كرنش يك بعدي و تنها براي بارگذاري موج شوك ارايه شده است. مهمترين نوآوري اين تحقيق، استفاده از قانون بقاي انرژي با در نظر گرفتن نرختوليد آنتروپي در اثر بارگذاري موج شوك در ماده مي باشد.توليد آنتروپي ناشي از ايجاد، آنيل شدن و حركت نابجاييها مي باشداثرات سرعت موج شوك، كشيدگي كل و تنش اعمالي بر حسب كشيدگي پلاستيك، مورد بررسي قرار گرفته شده است. همچنين به بررسي ساختار موج شوك، در اثر بارگذاريهاي مختلف پرداخته شده است.. بارگذاري اعمالي براي ايجاد موج شوك حداكثر GPa 25 است.صحت سنجي روابط و نمودارها، از طريق مقايسه نتايج با مدلهاي تيوري آزمايشهاي تجربي موجود در مراجع ديگر بر روي آلياژ آلومينيوم 6061، صورت پذيرفته است. توافق خوبي بين نتايج تجربي و مدل ارايه شده وجود دارد.

This paper presented a theoretical model to investigate steady plastic shock wave on FCC metals. The method included shear flow stress according to effective parameters and based on microstructure and dynamics of dislocation method. The aim of this paper was to achieve final relation between shear stress and plastic stretch with presenting constitutive equations for shock loading. Then, Shear flow stress to effective plastic strain was plotted with solving final relation between shear flow stress and plastic stretch. Presented constitutive equations were based on loading under one dimensional strain and were validated just for shock loadings. The main innovation of this investigation included using from energy constitutive law with considering entropy generation rate. Entropy generation rate expressed as dislocation generation, dislocation annihilation and dislocation glide. Also, the effect of shock velocity, total stretch and input stress according to plastic stretch were investigated. Furthermore, shock structure was investigated according to different input stresses. Maximum input stress was 25 GPa. Relations and diagrams were verified with published experimental works on Al 6061 alloy. Good agreement was found between presented model and experimental works.