كليدواژه :
ضربه سرعت بالا , ماده هدفمند گرادياني (FGM) , تحليل اجزاي محدود (FEA) , شكل دماغه ضربه زننده
چكيده فارسي :
توجه روزافزون صنايع با تكنولوژي بالا (صنايع هوايي و دفاعي) به مواد هدفمند گرادياني نشان از كارايي بالاي اين دسته از مواد در صنايع مختلف دارد.در پژوهش حاضر، ضربه سرعت بالا بر روي ماده هدفمند گرادياني متشكل از از دو آلياژ فلزي AA5083-H116 و Ti-6Al-4V با احتساب مدل پلاستيك و مدل خرابي جانسون-كوك صورت پذيرفته است. اين مطالعه بصورت عددي و با استفاده از كدنويسي پايتون در نرم‌افزار اجزاي محدود آباكوس صورت پذيرفته است. از موارد بررسي شده در پژوهش حاضر ميتوان به بررسي اثر شكل دماغه (نوك) ضربه‌زننده با در نظر گرفتن سه حالت مختلف، اثر تابع توزيع خواصي در ناحيه گرادياني (توزيع تواني و سيگموييد) و اثر ترتيب قرارگيري لايه‌هاي فلزي براي نمونه تحت ضربه اشاره داشت. از اهم نتايج حاصل شده ميتوان به كارايي بالاتر نمونه هدفمند گرادياني در مقايسه با نمونه‌هاي خالص فلزي اشاره كرد. ضمن آنكه، در حالتي كه ضريب n=1 در توزيع تواني و سيگموييد لحاظ شود، جذب انرژي نمونه بالاتر است. همچنين مشاهده شده است كه لحاظ كردن تابع توزيع سيگموييد سبب رفتار مطلوبتر نمونه گرادياني تحت ضربه سرعت بالا در مقايسه با تابع توزيع تواني بوده است. از بين سه ضربه‌زننده بررسي شده، نتايج عددي حاكي از آن است كه ميزان مقاومت و جذب انرژي قطعه تحت ضربه در برابر دماغه سرتخت (FLT)بيشترين و در مقابل دماغه مخروطي (SCN)كمترين بوده است. علت اين نوع رفتار را ميتوان مرتبط با تشكيل پلاگ (Plug) در برخورد دماغه FLT دانست؛ در حاليكه در برخورد ضربه‌زننده با دماغه SCN، فقط تشكيل پتال (Petal) مشاهده شده است.
چكيده لاتين :
Increasing attention of High-Tech industries (e.g., aerospace and defense industries) to functionally graded materials (FGMs) reveals the high performance of these types of materials, which is mainly due to the unique properties of these materials. In the current study, high-velocity impact on AA5083-H11 / Ti-6Al-4V FGMs is conducted numerically in ABAQUS by considering the plastic and damage models of Johnson-cook and utilizing a Python code. Influence of projectile nose (considering three different types of impactor nose), the effect of type of distribution function (Power-law (P-FGM) and Sigmoid (S-FGM)), and the stacking sequence of metallic alloys in the FGM are some of the main parameters investigated in the present study. The results show that FGM samples have a better performance than the pure metallic alloys. Moreover, despite the type of distribution function, the sample with linear distribution (i.e., n=1) has the best performance against the impact. However, at the same condition, the S-FGM sample has higher energy absorption than the P-FGM one. Finally, it is realized that the FGM target has a higher impact resistance against a conical-shape (SCN) impactor, rather than a flat-nose (FLT) one. This behavior has been justified via the formation of a petal in the impact of FLT on FGM, while in the impact of SCN on FGM, only plugging formation has been seen. As a result, it can be deduced that in the high-velocity impact on FGMs, petal formation has a higher effect on the energy absorption of target, when compared to the plugging formation.
