شبيه‌سازي عددي فرايندهاي برش و برش دقيق به كمك مدل آسيب نرم لمتر به همراه تيوري تغيير شكل‌هاي بزرگ

Numerical simulation of cutting and fine cutting processes by lemaitreʹʹs ductile damage model in conjunction with large deformation theory

آسيب فلزات، فرايند فيزيكي پيشرونده‌اي است كه در نهايت منجر به شكست آنها مي‌شود. در‌اين تحقيق ابتدا، مدل كوپله الاستيك- پلاستيك- آسيب نرم لمتر به همراه تيوري تغيير شكل‌هاي بزرگ توسعه داده شده و به صورت يك زيربرنامه در كد آباكوس صريح پياده‌سازي مي‌شود. سپس با انجام آزمايش‌هاي كشش استاندارد و ريزسختي سنجي ويكرز، خواص مكانيكي و آسيب براي فولاد 14St تعيين مي‌شود. براي ارزيابي مدل آسيب و هم چنين خواص تعيين شده، فرايندهاي برش و برش دقيق توسط مدل در دو حالت تيوري تغيير شكل‌هاي بزرگ و كوچك شبيه‌سازي مي‌شوند. مقايسه نتايج شبيه‌سازي‌هاي عددي و گزارش‌هاي تجربي نشان مي‌دهد كه مدل آسيب نرم لمتر به همراه تيوري تغيير شكل‌هاي بزرگ مي‌تواند به دقت رشد آسيب، شروع، گسترش ترك و شكست نرم را در فرايندهاي شكل‌دهي فلز با تغيير شكل‌هاي بزرگ پيش‌بيني نمايد.

Damage of metals is a progressive physical process which finally leads to the failure of them. In this study, first, a coupled elastic- plastic- Lemaitreʹs ductile damage model combined with large deformations theory is developed and implemented as a subroutine into ABAQUS/EXPLICIT code. Then, by performing standard tensile and Vickers micro-hardness tests, mechanical and damage properties for St14 steel are determined. For validation of the damage model and also identified properties, cutting and fine cutting processes are simulated by the model in two cases of large and small deformation theories. Comparison of the numerical simulation results and experimental reports show that Lemaitreʹs ductile damage model combined with large deformation theory can accurately predict damage evolution, crack initiation, propagation, and ductile fracture in the metal forming processes with large deformations.