مقایسه عددی و تجربی دیدگاه مکانیک آسیب پیشرفته و اصلاح شده گرسون بر روی شکست فولاد با گرید API X70

Abstract

فولادهای API X70 به ‌طور گسترده در خطوط انتقال گاز ایران استفاده می‌ شوند. این فولادها که به روش ترمومکانیکی کنترل‌ شده تولید می ‌شوند، به‌ دلیل ناهمسانگردی ناشی از فرآیند نورد و خم‌ کاری، رفتار پیچیده ‌ای در محدوده ‌های مختلف تنش از خود نشان می ‌دهند که مدل ‌های کلاسیک قادر به پیش ‌بینی دقیق آن نیستند. در این تحقیق، مدل آسیب گرسون–تیورگارد–نیدلمن (GTN) با معیار تسلیم ناهمسانگرد هیل ترکیب و در نرم‌افزار آباکوس به‌ صورت زیروال (VUMAT) پیاده ‌سازی شد. ضرایب ناهمسانگردی ماده در زوایای ۰، ۴۵ و ۹۰ درجه به ‌ترتیب 56/0، 79/0 و 54/0 به‌دست آمد که نسبت به لوله‌های بدون درز مقادیر بالاتری دارد. نتایج حاصل از آزمون ‌های کشش و شبیه ‌سازی نشان داد که مدل گرسون پیشرفته نسبت به اصلاح‌ شده، رفتار سخت ‌شوندگی و ناحیه‌ پس از گلویی ‌شدن را با دقت بالاتری پیش‌ بینی می‌ کند. با وجود این، هر دو مدل در بازه‌ خطای کم با داده ‌های تجربی منطبق شدند. در مجموع، یافته‌ ها نشان می‌ دهد که در تحلیل شکست این ماده، استفاده از مدل گرسون پیشرفته با در نظرگیری ناهمسانگردی، پیش‌ بینی واقع ‌بینانه ‌تری از پدیده‌ شکست در ماده دارد.