0

در این مقاله، با استفاده از شکل دهنده موج، اثر پارامترهای هندسی مختلف بر شکل موج ورودی و برقراری شرط نرخ کرنش ثابت در آزمایش میله فشاری هاپکینسون بررسی شده است. برای این منظور، شکل دهنده موج دیسکی از جنس مس با ضخامت ها و قطرهای مختلف استفاده شده است. با انجام آزمایش و شبیه سازی در نرم افزارLS-DYNA ، اثر پارامترهای ضخامت و قطر شکل دهنده موج، سرعت میله ضربه زن و طول آن بر شکل موج ورودی بررسی و ابعاد مناسب شکل دهنده موج برای نمونه های ترد و سخت شونده مشخص شده است. همچنین، آزمایش میله فشاری هاپکینسون برای نمونه های چدنی GGG-60 با شکل دهنده موج با ابعاد مختلف و بدون آن انجام شده است. نتایج نشان می دهد که تغییرات نرخ کرنش در نمونه چدنی با استفاده از شکل دهنده موج با ابعاد مناسب تا چند برابر کاهش یافته که این امر بر اعتبار نتایج آزمایش میله فشاری هاپکینسون می افزاید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDf) مراجعه فرمایید.

دستگاه آزمایش میله فشاری هاپکینسون برای تعیین خواص مکانیکی وابسته به نرخ کرنش مواد استفاده می شود. پارامترهای مختلفی بر اعتبار نتایج این آزمایش تأثیرگذار است. در این مقاله اثر ابعاد نمونه آزمایش و همچنین اصطکاک بر نتایج آزمایش هاپکینسون فشاری به روش عددی و آزمایشگاهی موردبررسی قرارگرفته است. برای انجام شبیه سازی ها از نرم افزار ABAQUS/Explicit استفاده شده است. با انجام شبیه سازی، سیگنال هایی که در محل کرنش سنج هستند استخراج شده و با تئوری انتشار موج به منحنی تنش-کرنش تبدیل می گردند. با مقایسه این نمودارها با نمودار تنش-کرنش برای حالت های مختلف اصطکاک و ابعاد، اعتبار آزمایش و نتایج آن بررسی می شود. بررسی ها نشان می دهد افزایش اصطکاک باعث افزایش تنش و کاهش کرنش در نمودار تنش-کرنش خروجی شبیه سازی و آزمایش تجربی می شود و بهترین نتیجه در حالتی که اصطکاک صفر باشد حاصل می شود. مشاهده گردید با افزایش نسبت طول به قطر، اختلاف نتایج برای ضرایب اصطکاک مختلف کاهش می یابد. به طور مشخص در نتایج شبیه سازی اختلاف بیشینه تنش با فرض با و بدون روانکاری برای نسبت طول به قطر 25/0، 5/0، 0/1 و 5/1 بترتیب 58%، 18%، 9% و 5% می باشد و روند مشابهی در نتایج تجربی مشاهده می گردد. به عبارت دیگر با تغییر ابعاد نمونه آزمایش در حضور اصطکاک، تغییر در نمودار تنش-کرنش مشابه اثر افزایش نرخ کرنش مشاهده می شود که می تواند ناشی از اثر متقابل اندازه نمونه و اصطکاک باشد. هرچه اصطکاک افزایش پیدا کند خطای ایجاد شده کرنش کلی نمونه را کاهش و تنش تسلیم افزایش خواهد داد.

در این مقاله، روش تجربی برای مطالعه تغییر شکل پلاستیک در فلز FCC در نرخ کرنش های بالا ارائه شده است. دستگاه آزمایش شامل تفنگ گازی دو مرحله ای، پرتابه کروی آلومینیومی و مجموعه هدف است. مجموعه هدف از ورق جلویی، میله های فشاری ورودی و خروجی، نمونه، سه قاب و نگه دارنده صلب تشکیل شده است. آزمایش های تجربی در آزمایشگاه تفنگ گازی در مرکز هوافضای دانشگاه پادوا در ایتالیا انجام شده است. طرح ارائه شده، اصلاح و بهبود روش آزمایش هاپکینسون برای تعیین منحنی تنش- کرنش در فلز مس بدون اکسیژن با هدایت گرمایی بالا است. اصلاح روش شامل طرح آزمایش و بهینه سازی طرح دستگاه برای دست یافتن به موج تنش صفحه ای در میله فشاری ورودی است. نتایج تجربی با استفاده از روش المان محدود سه بعدی مقایسه شده اند. همچنین، اثر سرعت پرتابه اندازه گیری شده در آزمایش ها، ضخامت نمونه و ورق جلویی و همچنین فاصله برخورد پرتابه تا مرکز ورق جلویی بر تنش جریان و نرخ کرنش بررسی شده است. همچنین مشخص شد که کالیبراسیون مناسب تفنگ گازی برای شلیک پرتابه به مرکز ورق جلویی و کاهش ضخامت نمونه، مناسب ترین راه ها برای رسیدن به نرخ کرنش بالاتر از 104s-1 در نمونه است.

1در مکانیک شکست و خُردشدگی سنگ، پژوهشگران همواره به دنبال رابطه ای بین انرژی مصرفی در سنگ با نمودار توزیع دانه بندی آن در اثر شکست دینامیکی بوده اند که به موضوعی قابل بحث تبدیل شده است. این ارتباط برای شناخت و بهینه کردن مصرف انرژی در صنعت تولید سنگ دانه ها بسیار ضروری است. از این رو مدل سازی عددی آزمایش هاپکینسون با استفاده از یک روش ترکیبی المان محدود و المان گسسته انجام شد. با اعمال بارگذاری های متفاوت و در نرخ های تنشی مختلف ثابت شد، چگالی انرژی مصرفی با افزایش نرخ تنش به صورت خطی تغییر می کند. همچنین مقاومت دینامیکی سنگ با افزایش چگالی انرژی مصرفی روند افزایشی به خود می گیرد. با ترسیم نمودار توزیع دانه بندی در نرخ های تنشی متفاوت نشان داده شد که با افزایش نرخ تنش، توده های تشکیل شده پس از شکست نمونه شبیه سازی شده، ریزتر شده اند. علاوه بر این، نتایج عددی همانند بررسی های آزمایشگاهی نشان می دهند که در یک سیستم لگاریتمی، اندازه متوسط دانه های سنگ خرد شده با نرخ تنش اعمالی رابطه خطی دارد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مقاله استخراج ثابت های مادی رفتار فلزات با استفاده از تست میله هاپکینسون مورد مطالعه قرار می گیرد. با استفاده از نتایج تجربی دو نمونه فولاد مختلف، چگونگی بدست آوردن ثابت های مدل مادی مربوط به آنها شرح داده می شود. نتایج تجربی تست میله هاپکینسون کششی فولاد 1018 و تست میله هاپکینسون فشاری فولاد 4340 از مراجع استخراج شده است. در تحلیل عددی، دو روش برای محاسبه تنش عددی معرفی می شود که وجه تمایز این دو روش ثابت فرض کردن نرخ کرنش در حین تست میله هاپکینسون است. در هر یک از دو روش، با مینیمم کردن انحراف معیار تنش های تجربی و عددی، ثابت های بهینه برای مدل مادی جانسون- کوک دو فولاد استخراج می شود. همچنین تغییرات دمایی نمونه ها در حین تست و آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای مدل مادی جانسون- کوک مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان می دهد که ثابت فرض کردن نرخ کرنش در استخراج ثوابت، منجر به قبول خطای قابل ملاحظه ای می شود، به طوریکه برای نمونه های مورد بررسی در این مقاله، حداقل خطای مشاهده شده در محدوده نرخ کرنش مورد مطالعه، در حدود 14% است.

در اغلب مواد سنگی تغییرشکل های ناشی از جابجایی در سطوح ریزترک اولیه و انتشار خرابی به دلیل جوانه زنی و رشد ترک بال و ترک ثانویه به گونه توامان رخ می دهد. وقتی مواد سنگی تحت بارگذاری دینامیکی قرار می گیرند، اندرکنش بین ریزترک ها نقش مهمی در رفتار مواد ایفا می کند. در این تحقیق روش همگن سازی خودسازگاری برای لحاظ اندرکنش بین ریزترک ها و تعیین پارامترهای موثر مواد حاوی ریزترک که تحت تاثیر رشد خرابی زوال یافته اند، بکار گرفته شده است. هدف از ارایه این تحقیق توسعه مدل خرابی ریزمکانیکی با در نظر گرفتن مکانیزم رشد ترک بال و ترک ثانویه در کنار کرنش های غیرالاستیک ناشی از جابجایی سطوح ریزترک اولیه تحت بارگذاری فشاری دینامیکی می باشد. در این تحقیق، معیار مناسبی برای شروع رشد ترک ثانویه برای ترک های بسته پیشنهاد شده است. پارامترهای چقرمگی نمونه های سنگی با استفاده از مطالعات آزمایشگاهی تعیین شده است. پارامترهای ریزساختاری سنگ (میانگین طول اولیه و چگالی ریزترک ها) با استفاده از اسکن میکروسکوپ الکترونی مطالعه شده است. برای اعتبارسنجی مدل توسعه داده شده، نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی با نتایج آزمایش میله فشاری هاپکینسون مقایسه شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی بازای نرخ کرنش یکسان تطابق خوبی با نتایج آزمایش میله فشاری هاپکینسون دارد. نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی نشان می دهد که مدل ریزمکانیکی توسعه داده شده بسیاری از ویژگی های رفتاری سنگ ها از جمله رفتار نرم شوندگی در ناحیه بعد از مقاومت فشاری، خرابی حاصل از ترک های بال و ترک های ثانویه و تغییرشکل های بازگشت ناپذیر ناشی از جابجایی سطوح ریزترک ها را پیش بینی می کند...