Skip to main content
SUPERVISOR
مهرداد پورسینا (استاد راهنما) محمود کدخدایی الیادرانی (استاد مشاور) حسن خادمی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohammad Khataei
محمد خطائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Experimental Determination of Ductile Damage Model Parameters
One of the most important aspects of Finite Element based soft wares is the ability of prediction of the location of damage propagation and crack initiation under different condition of loading. One of the most common damage models used in ABAQUS software is ductile damage model. In the present research, the most important damage models are studied and the method of their application in FEM soft wares is explained. Then the ductile damage model has been investigated and the input parameters for this model assisted simulation have been determined. The triaxiality stress is the most effective parameter on the fracture strain in ductile damage model and the damage parameter is calculated regarding to the values of triaxiality stress and equivalent strain during loading time. The damage parameter has a magnitude between zero and one. If the magnitude equal to zero; it means that the element is undamaged or virgin and the rapture of elements is shown by one. Therefore the magnitude of damage parameter can be predicting damage propagation and crack initiation. The material which is used in this study is St12 steel. Some tension tests on notch samples with different notch radius have been done in order to specify the material’s damage constants. The effect of the triaxiality stress on the fracture strain has been studied for different notch radiuses through the tests and the equation which specifies the relation between the fracture strain and triaxiality stress is obtained and calibrated for St12 Steel. Moreover, the ductile damage model has been applied for related simulations in order to clarification of validity of the results of previous experiments. Therefore in the first step, the specimens applied for calibration of the equation of fracture strain, simulated based on the ductile damage. The results of the simulation have a good compatibility with experimental observation about the prediction of the time and location of fracture. In the second step, a butterfly specimen and a transient specimen have been designed and manufactured as the tension test sample. Then the tension test has been simulated for mentioned specimens. In the case of butterfly specimen, triaxiality stress on the fracture section approximately equal to zero. In this situation the shear stress has the main role in fracture phenomena. In the case of transient specimen, triaxiality stress on the fracture section approximately equal to 0.5 and the fracture phenomena is occurred by reason of the shear and tension stress combination. In the final the damage propagation has been studied in an industrial five stand cold rolling mill. The prediction of damage propagation in this process is in good agreement with experimental observation. Keywords: Ductile damage, Damage parameter, Triaxiality stress, Fracture strain
شبیه سازی رشد آسیب در مواد نرم و پیش بینی زمان و محل وقوع شکست دراین مواد، یکی از مهم ترین زمینه های مورد نظر طراحان در فرآیندهای شکل دهی است. امروزه یکی از قسمت های مهم نرم افزارهای مبتنی بر روش اجزاء محدود، توانایی پیش بینی مکان و زمان وقوع شکست در بارگذاری های مختلف می باشد. به این منظور امروزه مدل های آسیب گوناگونی در نرم افزارهای المان محدود برای استفاده ی کاربران قرار داده شده است. یکی از مدل های آسیب پر کاربرد که در نرم افزار ABAQUS نیز وجود دارد مدل آسیب نرم (Ductile Damage) می باشد. در تحقیق حاضر ابتدا مطالعاتی بر روی مدل های آسیب معتبر صورت گرفته و نحوه ی به کارگیری برخی از مدل ها در نرم افزارهای المان محدود توضیح داده شده است. سپس مدل آسیب نرم مورد بررسی قرار گرفته و پارامترهای ورودی لازم برای انجام شبیه سازی شکست به کمک این مدل آسیب مشخص گردیده است. در ادامه به منظور تعیین پارامترهای لازم، آزمایش های خاصی طراحی و انجام شده و اطلاعات مورد نیاز برای شبیه سازی آسیب نرم بر روی فولاد St12 ، تعیین گردیده است. این آزمایش ها بر روی نمونه های شیاردار با شعاع شیار متفاوت انجام شده و تا لحظه ی شکست نمونه ادامه یافته است، پس از هر آزمایش کرنش شکست ماده در تنش های سه محوره ی متفاوت مشخص شده و پارامترهای لازم برای استفاده از معیار آسیب نرم استخراج شده است. در قدم بعدی به منظور بررسی صحت نتایج بدست آمده در مرحله ی قبل، شبیه سازی های مختلفی در تنش های سه محوره ی متفاوت صورت گرفته و نتایج حاصل از اعمال معیار آسیب نرم با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. در این شبیه سازی ها همچنین سعی شده است که کارایی معیار آسیب نرم در بارگذاری های مختلف مورد بررسی قرار گیرد. همچنین به منظور بررسی نحوه ی رشد آسیب در فرآیند نورد سرد پنج قفسه ای، این فرایند نیز شبیه سازی شده و نتایج حاصل با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. کلمات کلیدی: آسیب نرم- پارامتر آسیب- تنش سه محوره-کرنش شکست

ارتقاء امنیت وب با وف بومی