آناليز حد شكل‌پذيري ورق‌هاي فلزي براساس پديده گلويي موضعي ورتكس و معيار آسيب نرم

Analysis of Forming Limit of Sheet Metals Considering Vertex Localized Necking and Ductile Damage Criterion

در اين مقاله يك روش عددي براي مدلي كه توانايي بيان حد شكل‌پذيري ورق‌هاي فولادي را بر اساس نرخ كرنش، گلويي‌شدن موضعي و آسيب نرم را داشته باشد ارائه شده است. با كاربرد معادله تواني كرنش سختي فلزات كه وابسته به نرخ كرنش مي‌باشد در تئوري ورتكس، ضمن اينكه پديده گلويي‌شدن موضعي را مي‌توان بررسي كرد اثر نرخ كرنش را نيز مي‌توان لحاظ نمود. هدف ديگر اين مقاله آناليز حد شكل‌پذيري ورق‌هاي فولادي بر اساس معيار آسيب نرم وابسته به حالت تنش است. نتايج مدل عددي ارائه‌شده در زيربرنامه نرم افزار المان محدود آباكوس با نتايج آزمايشگاهي در ورق‌هاي فولادي ساده كربني رده 13 و 14 براي اعتبارسنجي مقايسه گرديد و مشخص شد كه اين مدل عددي داراي دقت بسيار بالايي مي‌باشد. همچنين بر اساس اين نتايج، نمودارهاي حد شكل‌دهي ورق‌هاي فولادي وابسته به نرخ كرنش مي‌باشد. به طوري كه با افزايش نرخ كرنش سطح نمودارهاي حد شكل‌دهي افزايش يافته و اين افزايش سطح در نرخ كرنش‌هاي بالا نسبت به نرخ كرنش‌هاي پايين قابل‌ملاحظه مي‌باشد.

In the present paper, a predictive strain-rate-dependent model of localized necking is developed by using a modified Vertex theory. A novel ductile damage-based criterion is proposed to control the necking parameters including on stress triaxiality, strain hardening exponent, and Lode parameters. As a characterization parameter, elastic modulus is eventually chosen to measure the ductile damage during the process of plastic deforming. Furthermore, a vectorized user-defined material subroutine is developed to finite element simulation by ABAQUS software, according to original formulations, to create a linkage between related essential models. A typical strain rate-dependent metal is selected to validate the modified Vertex theory. To examine the accuracy of the results from the present simulated study, the applicability is considered to compare with the experimental results. Tests of forming are also performed for steel 13 and steel 14 sheets to measure forming limit diagram. It should be noted that the simulated forming limit diagrams are in good agreement with the experimental data. However, this correlation at low strain rates is better than high strain rates. However, this increase will be infinitesimal for the lower strain rates as compared to the higher ones.