بررسي تجربي و عددي اثر تغييرات تكانه بر انرژي شكست فولاد API X65 در آزمايش ضربه شارپي

در اين تحقيق اثر تغييرات تكانه ضربه‌زننده بر انرژي شكست فولاد API X۶۵ در آزمايش ضربه شارپي مورد بررسي عددي و تجربي قرار گرفت. در آزمايش‌هاي تجربي سرعت برخورد بين ۳/۵۰ تا m/s۵/۷۲ متغير بود كه تامين‌كننده انرژي برخورد بين ۴۵۰ تا ۱۲۰۰ژول بود. نتايج تجربي نشان داد كه با افزايش سرعت برخورد، ميزان انرژي شكست صعودي است؛ به‌طوري كه با ۶۳% افزايش سرعت برخورد، انرژي شكست ۱۵% افزايش مي‌يابد و دليل آن، وابستگي خواص ماده به نرخ كرنش و افزايش مقاومت شكست فولاد در نرخ بارگذاري بالاتر است. تحليل عددي در دو بخش توسط نرم‌افزار آباكوس انجام شد. در بخش نخست، سرعت ضربه‌زننده به ميزان m/s۵/۵ ثابت فرض شد كه با تغيير جرم، انرژي ضربه از ۳۰۰ تا ۱۲۰۰ژول تغيير كرد. در بخش دوم، جرم ضربه‌زننده به ميزان kg۵۰ ثابت و با تغيير سرعت، انرژي برخورد بين ۶۲۵ تا ۱۶۰۰ژول متغير بود. نتايج شبيه‌سازي نشان داد كه تغيير جرم در سرعت ثابت تاثيري بر انرژي شكست ندارد و براي تمامي حالات انرژي شكست حدود ۲۶۵ژول است. اما افزايش سرعت با جرم ثابت باعث كاهش ناچيزي در حدود ۵% در ميزان انرژي شكست شد. دليل تفاوت بين نتايج تجربي و عددي، عدم درنظرگرفتن اثر نرخ كرنش بر خواص مكانيكي مصالح در تحليل عددي است.