شماره ركورد
34597
پديد آورنده
مينا عاجلو
عنوان
تعيين خصوصيات استاتيكي و ديناميكي ورق¬هاي فولادي و واسنجي مدل شكست شكل¬پذير وابسته به نرخ براي كاربردهاي تحليل تصادف
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/07/01
استاد راهنما
دكتر رامين هاشمي
استاد مشاور
دكتر حسين طالبي قاديكلايي
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
در دهههاي اخير، افزايش ايمني و بهينهسازي مصرف سوخت به دو هدف اصلي در صنعت خودروسازي تبديل شدهاند. استفاده از ورقهاي فولادي پيشرفته با استحكام بالا مانند فولاد دوفازي DP590، راهكاري مؤثر براي دست¬يابي به اين اهداف است. با اين حال، پيشبيني دقيق رفتار اين مواد تحت بارگذاريهاي ديناميكي شديد ناشي از تصادف، يك چالش مهندسي پيچيده محسوب ميشود. در اين پژوهش، به تعيين خصوصيات استاتيكي و ديناميكي ورق فولاديDP590 و واسنجي يك مدل شكست شكلپذير وابسته به نرخ كرنش پرداخته شده است. براي اين منظور، ابتدا مجموعهاي از آزمونهاي كشش تكمحوري در نرخ¬هاي كرنش مختلف (از شبهاستاتيكي تا ديناميكي) انجام شد و بر اساس نتايج تجربي، ضرايب مدل ساختاري و شكست جانسون-كوك براي اين ماده واسنجي(كاليبره) گرديد. در گام بعد، بهمنظور اعتبارسنجي مدل واسنجي شده، جعبههاي تصادف با مقطع مربعي در دو نوع ساده (بدون سوراخ) و سوراخ¬دار ساخته شدند. اين نمونهها تحت دو شرايط بارگذاري شبهاستاتيكي (با دستگاه سنتام و سرعت ثابت) و ديناميكي (با دستگاه چكش سقوطي و ضربه سقوط آزاد) مورد آزمون لهيدگي قرار گرفتند. فرآيندهاي تجربي مذكور با استفاده از نرمافزار المان محدود LS-DYNA و مدل ماده واسنجي شده، شبيهسازي عددي شدند. نتايج نشان داد كه تطابق بسيار خوبي بين دادههاي تجربي و شبيهسازي براي نمونههاي بدون سوراخ وجود دارد. با اين حال، وجود ناپيوستگيهاي هندسي مانند سوراخها موجب ايجاد مسيرهاي بارگذاري پيچيدهتر و افزايش بازه نوسان پارامتر سهمحوري تنش ميشود كه دقت پيشبيني مدل را كاهش ميدهد. اين پژوهش نخستين مجموعه كامل و معتبر از ضرايب جانسون–كوك براي فولاد DP590 را ارائه كرده و ارتباط مستقيم و مكانيكي بين پيچيدگي حالت تنش و خطاي پيشبيني مدل در يك كاربرد صنعتي را آشكار ساخته است. اعتبارسنجي دوگانه در شرايط شبهاستاتيكي و ديناميكي نيز صحت نتايج را تقويت ميكند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/12/09
عنوان به انگليسي
Static and Dynamic Characterization of the Steel Sheets and Calibration of Rate-dependent Ductile Fracture Model in Crash Simulation
تاريخ بهره برداري
9/23/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مينا عاجلو
چكيده به لاتين
In recent decades, enhancing safety and optimizing fuel efficiency have emerged as two primary objectives in the automotive industry. The use of advanced high-strength steels, such as dual-phase steel DP590, provides an effective pathway toward achieving these goals. However, accurately predicting the behavior of such materials under severe dynamic loading conditions, particularly those induced by crash events, remains a complex engineering challenge. This study investigates the static and dynamic properties of DP590 steel sheets and calibrates a strain-rate-dependent ductile fracture model. To this end, a series of uniaxial tensile tests were conducted across a wide range of strain rates, from quasi-static to dynamic. Based on the experimental results, the constitutive and fracture parameters of the Johnson–Cook model were successfully calibrated for DP590. In the next stage, square crash boxes—both plain (without holes) and perforated—were fabricated to validate the calibrated model. These specimens were subjected to crushing tests under quasi-static loading (using a Sentam machine at constant speed) and dynamic loading (using a drop-weight impact system). The experimental procedures were complemented by numerical simulations performed in LS-DYNA using the calibrated material model. The results revealed excellent agreement between experimental and numerical data for plain crash boxes. Nevertheless, the presence of geometric discontinuities such as holes introduced complex loading paths and significantly broadened the oscillation range of the stress triaxiality parameter, thereby reducing the predictive accuracy of the model. This research provides the first complete and validated set of Johnson–Cook parameters for DP590 steel and establishes a direct mechanical link between stress-state complexity and model prediction error in an industrial application. Dual validation under both quasi-static and dynamic conditions further reinforces the reliability of the findings.
كليدواژه هاي فارسي
فولاد دوفازي DP590 , تحليل تصادف , مدل جانسون-كوك , جعبه تصادف , لهيدگي ديناميكي , پارامتر سهمحوري تنش , LS-DYNA
كليدواژه هاي لاتين
Dual-phase steel DP590 , crash analysis , Johnson–Cook model , crash box , dynamic crushing , stress triaxiality , LS-DYNA
Author
mina ajloo
SuperVisor
ramin hashemi