بررسي اثر ابعاد نمونه آزمايش بر نتايج و اعتبار آن در آزمايش ضربه هاپكينسون براي مواد فلزي

چكيده فارسي :

چكيده تعيين رفتار ديناميكي مواد در بارگذاري¬هاي ديناميكي يا به عبارت ديگر در نرخ كرنش¬هاي بالا موضوع بسياري از تحقيقات و پژوهش¬هاي علمي در طي دهه¬هاي اخير و در مجامع علمي بوده است. دستگاه تست هاپكينسون فشاري يكي از دستگاه¬هايي مي¬باشد كه به صورت گسترده¬اي جهت شناسايي وابستگي رفتار مواد به نرخ كرنش در محدوده وسيعي از نرخ كرنش ( /s104 -100) مورد استفاده قرار مي¬گيرد. اين دستگاه از ميله ضربه¬زن، ميله ورودي و ميله خروجي تشكيل شده است. نمونه آزمايش بين دوميله ورودي و خروجي قرار گرفته و با برخورد ميله ضربه¬زن به ميله ورودي، موج تنش فشاري در ميله ورودي تشكيل مي¬شود و وقتي به انتهاي ميله مي¬رسد، كسري از موج تنش منعكس و مقداري از آن به نمونه آزمايش منتقل و سبب فشردگي نمونه آزمايش مي¬شود و در نهايت موج تنش به ميله خروجي منتقل مي¬شود. با نصب كرنش¬سنج در موقعيت¬هايي مشخص از ميله ورودي و ميله خروجي و ثبت نمودار كرنش بر حسب زمان و استفاده از روابط تئوري مي¬توان مقدار نرخ¬كرنش و نمودار تنش-كرنش در نمونه آزمايش را به دست آورد. هدف از انجام اين پروژه شبيه¬سازي آزمايش هاپكينسون فشاري توسط نرم¬افزار Abaqus/Explicit مي¬باشد. به همين منظور در ابتدا نتايج شبيه¬سازي با نتايج ارائه شده در مراجع معتبرسازي مي¬شود و در ادمه به بررسي پارامترهاي موثر بر آزمايش هاپكينسون فشاري و ارائه راه¬كاري مناسب جهت دست¬يابي به نتايج دقيق آزمايش پرداخته مي¬شود. به همين¬منظور اثر ابعاد نمونه آزمايش، اثر اصطكاك و اثر استفاده از شكل¬دهنده موج در دو دستگاه مختلف هاپكينسون فشاري با ابعاد متفاوت مورد بررسي قرار گرفته است. اثر ابعاد نمونه آزمايش با پارامتر λ (نسبت طول به قطر) مورد بررسي قرار گرفته است و نتايج نشان مي¬دهد كه افزايش λ، اثر بسيار زيادي بر نتايج آزمايش مي¬گذارد و اثر آن مشابه با كاهش نرخ كرنش در نمونه آزمايش مي-باشد و همچنين بهترين عدد براي λ بين 3/0 تا 5/0 مي¬باشد. بررسي اثر اصطكاك نيز حاكي از اين است كه نتايج آزمايش به شدت تحت تاثير اصطكاك مي¬باشد و بهترين نتيجه در حالتي كه اصطكاك صفر باشد حاصل مي¬شود. اثر افزايش اصطكاك مشابه با افزايش نرخ كرنش در نمونه آزمايش مي¬باشد. از طرف ديگر به منظور كاهش نوسانات، افزايش پايداري ديناميكي و همچنين دست¬يابي به نرخ كرنش ثابت مي¬توان از شكل¬دهنده موج استفاده كرد. اين قطعه با ضخامت و طول مشخص بين ميله ضربه¬زن و ميله ورودي قرار مي¬گيرد و با تغيير شكل موج تنش فشاري، سبب بهبود در دقت نتايج مي¬شود. نتايج نشان مي¬دهد كه تغيير قطر شكل¬دهنده موج بسيار بيشتر از تغيير ضخامت آن مي¬باشد.

فراست، عليرضا

بررسي اثر ابعاد نمونه آزمايش بر نتايج و اعتبار آن در آزمايش ضربه هاپكينسون براي مواد فلزي

آزمايش هاپكينسون فشاري , نرخ كرنش , شكل دهنده موج , اصطكاك , تعادل ديناميكي