مشخصه‌يابي پارامترهاي جريان و سخت‌شوندگي آلياژ آلومينيوم ۱۱۰۰ با تركيب آزمون نانو فروروندگي و شبيه‌سازي اجزا محدود كريستال پلاستيسيته

پاسخ مكانيكي مواد كريستالي متأثر از جريان و سخت‌شوندگي نابجايي‌هاست؛ كه براي توصيف آنها به‌عنوان مدل ماده در محاسبات اجزا محدود، پارامترهاي جريان و سخت‌شوندگي در يك كد كريستال پلاستيسيته پياده‌سازي مي‌شوند. در اين مطالعه، با تركيب آزمون نانو فروروندگي تجربي و شبيه‌سازي اجزا محدود كريستال پلاستيسيته سه‌بعدي، پارامترهاي جريان و سخت‌شوندگي آلياژ آلومينيوم ۱۱۰۰ ‏مشخص شدند. با مقايسه منحني‌هاي تنش كرنش آزمون كشش تك‌محوري تجربي و شبيه‌سازي اجزا محدود كريستال پلاستيسيته سه‌بعدي بر روي مدل‌هاي تك‌كريستال و پلي‌كريستال، پارامترهاي استخراج‌شده اعتبارسنجي شدند. همچنين، اثر ضريب اصطكاك در تعيين پارامترهاي جريان و سخت‌شوندگي موردبحث قرار گرفت. نتايج اين مطالعه نشان داد كه (‏i) پارامترهاي تنش تسليم اوليه، نرخ كرنش برشي مرجع و ‏تنش اشباع ‏به ترتيب بيش‌ترين همبستگي مثبت را با حداكثر بار دارند؛ (ii) منحني بار جابجايي به‌دست‌آمده از شبيه‌سازي آزمون‌ نانو فروروندگي با پارامترهاي مشخصه‌يابي‌شده‌، داراي خطاي نسبي 0.50% نسبت به آزمون‌ نانو فروروندگي تجربي در حداكثر عمق فرورفتگي است؛ (iii) پارامترهاي مشخصه‌يابي‌شده به‌طور قابل‌توجهي توانايي تخمين تنش تسليم و مقاومت كشش نهايي را به ترتيب با خطاي نسبي 2.60‌%‌ و 0.20‌% براي مدل‌ تك‌كريستال و 10.18% و 12.44% براي مدل‌ پلي‌كريستال دارند. بااين‌حال، ضمن مدل‌سازي دقيق ناحيه تسليم در مدل پلي‌كريستال، دقت پارامترهاي مشخصه‌يابي‌شده تحت تأثير جهت‌گيري مرزدانه‌هاست.