مشخصه یابی پارامترهای جریان و سخت شوندگی آلیاژ آلومینیوم ۱۱۰۰ با ترکیب آزمون نانو فروروندگی و شبیه سازی اجزا محدود کریستال پلاستیسیته

پاسخ مکانیکی مواد کریستالی متاثر از جریان و سخت شوندگی نابجایی هاست؛ که برای توصیف آنها به عنوان مدل ماده در محاسبات اجزا محدود، پارامترهای جریان و سخت شوندگی در یک کد کریستال پلاستیسیته پیاده سازی می شوند. در این مطالعه، با ترکیب آزمون نانو فروروندگی تجربی و شبیه سازی اجزا محدود کریستال پلاستیسیته سه بعدی، پارامترهای جریان و سخت شوندگی آلیاژ آلومینیوم ۱۱۰۰ مشخص شدند. با مقایسه منحنی های تنش-کرنش آزمون کشش تک محوری تجربی و شبیه سازی اجزا محدود کریستال پلاستیسیته سه بعدی بر روی مدل های تک کریستال و پلی کریستال، پارامترهای استخراج شده اعتبارسنجی شدند. همچنین، اثر ضریب اصطکاک در تعیین پارامترهای جریان و سخت شوندگی موردبحث قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که (i) پارامترهای تنش تسلیم اولیه، نرخ کرنش برشی مرجع و تنش اشباع به ترتیب بیش ترین همبستگی مثبت را با حداکثر بار دارند؛ (ii) منحنی بار-جابجایی به دست آمده از شبیه سازی آزمون نانو فروروندگی با پارامترهای مشخصه یابی شده ، دارای خطای نسبی ۵۰/۰% نسبت به آزمون نانو فروروندگی تجربی در حداکثر عمق فرورفتگی است؛ (iii) پارامترهای مشخصه یابی شده به طور قابل توجهی توانایی تخمین تنش تسلیم و مقاومت کشش نهایی را به ترتیب با خطای نسبی ۶۰/۲ % و ۲۰/۰ % برای مدل تک کریستال و ۱۸/۱۰% و ۴۴/۱۲% برای مدل پلی کریستال دارند. بااین حال، ضمن مدل سازی دقیق ناحیه تسلیم در مدل پلی کریستال، دقت پارامترهای مشخصه یابی شده تحت تاثیر جهت گیری مرزدانه هاست.

کلیدواژه ها:

پارامترهای جریان و سخت شوندگی ، روش اجزا محدود ، کریستال پلاستیسیته ، نانو فروروندگی ، آلیاژ آلومینیوم ۱۱۰۰