ارائه مدل ساختاری برای ورق فولاد زنگ نزن ۳۰۴ با در نظر گرفتن اثر اندازه در مقیاس میکرو

رفتار تغییرشکل ماده در فرایندهای میکرو شکل ­دهی به علت وجود اثر اندازه متفاوت با مقیاس ماکرو است. اثر اندازه در مقیاس میکرو به علت وجود دانه ­های محدود در ناحیه تغییرشکل اتفاق می ­افتد و موجب می­ شود تا رفتار ماده متاثر از ضخامت و اندازه دانه ورق شود. به همین علت، مدل­ های ساختاری متداول توانایی پیش ­بینی رفتار ماده در فرایندهای میکرو شکل­ دهی را ندارند. در این مقاله، مدل ساختاری جدید بر اساس معادله سوئیفت و با در نظر گرفتن اثر اندازه در مقیاس میکرو برای توصیف رفتار کرنش-سختی ورق فولاد زنگ ­نزن ۳۰۴ ارائه گردید. ارزیابی منحنی جریان نمونه­ های با اندازه دانه مختلف نشان داد که پیش ­بینی تنش جریان ماده با مدل ساختاری جدید به خصوص در کرنش ­های بالا نسبت به مدل موجود بهبود می یابد، به ­طوری که میانگین و بیشینه خطای مدل جدید به ترتیب کم­تر از یک سوم و کم­تر از نصف خطای مدل متداول است. شبیه­ سازی اجزای محدود آزمون کشش میکرو با بکارگیری مدل ساختاری جدید برای بررسی اثر اندازه روی رفتار تغییرشکل نمونه ­ها انجام شد. صحت مدل ساختاری جدید با مقایسه نتایج آزمون­ های تجربی و شبیه ­سازی اجزای محدود ورق­ های با اندازه دانه مختلف مورد تایید قرار گرفت. هم­ چنین، نتایج آزمون کشش نشان داد که تخمین نیروی شکل ­دهی با استفاده از مدل جدید با دقت بالاتری نسبت به مدل­ های متداول و موجود برای ورق­ های با اندازه دانه مختلف و محدوده کرنش ­های بالا انجام می ­شود.

کلیدواژه ها:

Constitutive model ، Flow stress curve ، Micro-forming ، Size effect ، Micro-scale ، مدل ساختاری ، منحنی جریان ، میکرو شکل دهی ، اثر اندازه ، مقیاس میکرو