بررسی تجربی و عددی اثر تغییرات تکانه بر انرژی شکست فولاد API X۶۵ در آزمایش ضربه شارپی

در این تحقیق اثر تغییرات تکانه ضربه زننده بر انرژی شکست فولاد API X۶۵ در آزمایش ضربه شارپی مورد بررسی عددی و تجربی قرار گرفت. در آزمایش های تجربی سرعت برخورد بین ۳/۵۰ تا m/s۵/۷۲ متغیر بود که تامین کننده انرژی برخورد بین ۴۵۰ تا ۱۲۰۰ژول بود. نتایج تجربی نشان داد که با افزایش سرعت برخورد، میزان انرژی شکست صعودی است؛ به طوری که با ۶۳% افزایش سرعت برخورد، انرژی شکست ۱۵% افزایش می یابد و دلیل آن، وابستگی خواص ماده به نرخ کرنش و افزایش مقاومت شکست فولاد در نرخ بارگذاری بالاتر است. تحلیل عددی در دو بخش توسط نرم افزار آباکوس انجام شد. در بخش نخست، سرعت ضربه زننده به میزان m/s۵/۵ ثابت فرض شد که با تغییر جرم، انرژی ضربه از ۳۰۰ تا ۱۲۰۰ژول تغییر کرد. در بخش دوم، جرم ضربه زننده به میزان kg۵۰ ثابت و با تغییر سرعت، انرژی برخورد بین ۶۲۵ تا ۱۶۰۰ژول متغیر بود. نتایج شبیه سازی نشان داد که تغییر جرم در سرعت ثابت تاثیری بر انرژی شکست ندارد و برای تمامی حالات انرژی شکست حدود ۲۶۵ژول است. اما افزایش سرعت با جرم ثابت باعث کاهش ناچیزی در حدود ۵% در میزان انرژی شکست شد. دلیل تفاوت بین نتایج تجربی و عددی، عدم درنظرگرفتن اثر نرخ کرنش بر خواص مکانیکی مصالح در تحلیل عددی است.

کلیدواژه ها:

Charpy impact test ، API X۶۵ Steel ، Fracture energy ، Momentum variation ، Impact velocity ، Strain Rate ، آزمایش ضربه شارپی ، فولاد API X۶۵ ، انرژی شکست ، تغییرات تکانه ، سرعت برخورد ، نرخ کرنش