مشخصه یابی پارامترهای جریان و سخت شوندگی آلیاژ آلومینیوم 1100 با ترکیب آزمون نانو فروروندگی و شبیه سازی اجزا محدود کریستال پلاستیسیته

پاسخ مکانیکی مواد کریستالی متاثر از جریان و سخت شوندگی نابجایی هاست؛ که برای توصیف آنها به عنوان مدل ماده در محاسبات اجزا محدود، پارامترهای جریان و سخت شوندگی در یک کد کریستال پلاستیسیته پیاده سازی می شوند. در این مطالعه، با ترکیب آزمون نانو فروروندگی تجربی و شبیه سازی اجزا محدود کریستال پلاستیسیته سه بعدی، پارامترهای جریان و سخت شوندگی آلیاژ آلومینیوم 1100 ‏مشخص شدند. با مقایسه منحنی های تنش-کرنش آزمون کشش تک محوری تجربی و شبیه سازی اجزا محدود کریستال پلاستیسیته سه بعدی بر روی مدل های تک کریستال و پلی کریستال، پارامترهای استخراج شده اعتبارسنجی شدند. همچنین، اثر ضریب اصطکاک در تعیین پارامترهای جریان و سخت شوندگی موردبحث قرار گرفت. نتایج این مطالعه نشان داد که (‏i) پارامترهای تنش تسلیم اولیه، نرخ کرنش برشی مرجع و ‏تنش اشباع ‏به ترتیب بیش ترین همبستگی مثبت را با حداکثر بار دارند؛ (ii) منحنی بار-جابجایی به دست آمده از شبیه سازی آزمون نانو فروروندگی با پارامترهای مشخصه یابی شده ، دارای خطای نسبی 50/0% نسبت به آزمون نانو فروروندگی تجربی در حداکثر عمق فرورفتگی است؛ (iii) پارامترهای مشخصه یابی شده به طور قابل توجهی توانایی تخمین تنش تسلیم و مقاومت کشش نهایی را به ترتیب با خطای نسبی 60/2 % و 20/0 % برای مدل تک کریستال و 18/10% و 44/12% برای مدل پلی کریستال دارند. بااین حال، ضمن مدل سازی دقیق ناحیه تسلیم در مدل پلی کریستال، دقت پارامترهای مشخصه یابی شده تحت تاثیر جهت گیری مرزدانه هاست.