پديد آورنده :
صالحي نسب، علي
عنوان :
اثر آسيب ناهمسانگرد بر تغييرشكل هاي بزرگ پلاستيك و كاربرد آن در شكل دهي فلزات
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
شانزده، 96ص.: مصور، جدول، نقشه(رنگي)، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محمد مشايخي
توصيفگر ها :
معادلات ساختاري , آسيب نرم ناهمسانگرد , مدل الاستيك پلاستيك , فرايند كشش عميق
استاد داور :
عليرضا شهيدي، محمود كدخدايي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/03/24
چكيده فارسي :
0 چكيده استفاده از معادالت ساختاري كارآ پيشبيني پديدههاي فيزيكي حاصل از شبيهسازي فرايندهاي شكلدهي را بهبود ميبخشد محلي شدن جريان پالستيك و رشد ريزعيوب داخلي كه آسيب نرم شناخته ميشود و در شكلدهي فلزات روي ميدهد استفاده از معادالت ساختاري همراه با آسيب را اجتنابناپذير ساخته است در اين پژوهش به پيادهسازي يك مدل آسيب ناهمسانگرد نرم كه توانايي بااليي در پيشبيني آسيب دارد پرداخته ميشود ابتدا پس از معرفي معادالت ساختاري مدل پالستيسيته ناهمبسته همراه با سختشوندگي غيرخطي همسانگرد و سينماتيكي ارايه ميشود پالستيسيته ناهمسانگرد توسط تابع تسليم هيل توصيف و متغير حالت آسيب ناهمسانگرد به صورت يك تانسور مرتبه دوم متقارن درنظرگرفته ميشود متغير آسيب ناهمسانگرد به كمك فرضيه انرژي كل معادل در معادالت ساختاري وارد و يك تانسور مرتبه چهارم متقارن تأثير آسيب درنظرگرفته ميشود در گام بعدي انتگرالگيري عددي از معادالت ساختاري به روش ضمني و مجانبي بيان و از آلگوريتم نگاشت برگشتي جهت پيادهسازي مدل آسيب ناهمسانگرد سود برده ميشود در ادامه جهت پيادهسازي معادالت ساختاري در نرمافزار تجاري ABAQUS يك زيربرنامه VUMAT به زبان فرترن تدوين ميشود سپس رشد آسيب ناهمسانگرد در بارگذاريهاي كشش ساده چرخهاي و برشي مورد بحث قرار ميگيرد و تأثير آسيب همسانگرد و ناهمسانگرد بر رفتار االستيك بررسي ميشود در پايان به شبيهسازي فرايند كشش عميق يك ورق فوالدي جعبهاي شكل با استفاده از مدل آسيب ناهمسانگرد پرداخته ميشود براي شبيهسازي از نرمافزار ABAQUS و روش حل صريح استفاده شده تا نواحي بحراني آسيب در فرايند كشش عميق شناسايي شوند پس از تحليل فرايند كشش عميق ورق فوالدي در يك قالب جعبهاي شكل سطح بيروني كنجهاي جعبه شكلگرفته از ورق فوالدي به عنوان نواحي مستعد ايجاد ترك پيشبيني شدند نتايج پيشبيني عددي توسط مدل آسيب ناهمسانگرد از نظر كيفي با نتايج تجربي سازگاري خوبي داشته و بيانگر توانمندي مدل در پيشبيني آسيب در فرايندهاي شكلدهي فلزات هستند كلمات كليدي معادالت ساختاري آسيب نرم ناهمسانگرد مدل االستيك پالستيك فرايند كشش عميق
چكيده انگليسي :
97 Anisotropic damage effect on large plastic deformations and its application to metal forming Ali Salehi Nasab Ali salehi1@me iut ac ir Date of Submission 2017 05 28 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohammad Mashayekhi Mashayekhi@cc iut ac irAbstract The use of highly efficient constitutive equations improves the prediction of physical phenomena occurduring the simulation of metal forming processes Plastic flow localization and micro defects growth whichis called ductile damage and occurs during metal forming proccesses has made the use of advancedconstitutive equations which count damage unavoidable In this thesis a computational anisotropic ductiledamage model which has high potential to predict damage is implemented Firstly the constitutiveequations are introduced and a non associative elasto plastic model which includes nonlinear isotropic andkinematic hardenings is presented The Hill quadratic equivalent stress norm is used to describe largeplastic anisotropic flow and a symmetric second rank tensor is used to describe anisotropic damage statevariable Following the concept of effective state variables total energy equivalence assumption and asymmetrized fourth rank damage effect tensor are used to apply anisotropic damage variable in theconstitutive equations Secondly the numerical integration of the fully coupled anisotropic constitutive equations isperformed using a fully implicit incremental integration together with an asymptotic integration scheme anda return mapping algorithm is used for the implementation of anisotropic damage model A system ofnonlinear equations has to be solved in the return mapping algorithm The system of nonlinear equationscontains an algebraic equation and two tensor equations Each of the tensor equations is converted into sixalgebraic equations and therefore there are thirteen equations to be solved iteratively The iterative secantmethod is used for solving the system of nonlinear equations Two different techniques are presented tosolve the nonlinear equations by the secant method In the first one the whole thirteen coupled equationsare solved by the secant method Since one of the tensor equations has a high degree of nonlinearity thefirst technique needs a lot of iterations to get a convergent solution The second technique is introduced toimprove the convergence rate In the second technique thirteen equations are reduced to only sevenequations and six equations are decoupled The simulation results of these two techniques are compared andit is concluded that the second technique increases significantly the computational efficiency byaccelerating the convergence rate while introducing a reasonably small error Next for the implementationof anisotropic damage model in the commercial finite element software ABAQUS a user definedsubroutine VUMAT is developed Then anisotropic damage growth under simple tensile cyclic and shearloadings are discussed and isotropic and anisotropic damage are compared based on their effect onelasticity Finally a square cup deep drawing process of a steel sheet is simulated by the implemented anisotropicdamage model ABAQUS EXPLICIT finite element software is used for the simulation of this process sothat critical damage zones are identified After analyzing square cup deep drawing process by the developedmodel the outer surfaces of square box corners are predicted as crack initiation zones The predicted failureareas by the anisotropic damage model are in good agreement with experimental results qualitatively andthis indicates the capability of the anisotropic damage model for damage prediction of metal formingprocesses Keywords Constitutive equations Anisotropic ductile damage Elasto plastic model Deep drawingprocess
استاد راهنما :
محمد مشايخي
استاد داور :
عليرضا شهيدي، محمود كدخدايي
