تحلیل عددی ضربه سرعت بالا بر روی مواد هدفمند گرادیانی

توجه روزافزون صنایع با تکنولوژی بالا (صنایع هوایی و دفاعی) به مواد هدفمند گرادیانی نشان از کارایی بالای این دسته از مواد در صنایع مختلف دارد.در پژوهش حاضر، ضربه سرعت بالا بر روی ماده هدفمند گرادیانی متشکل از از دو آلیاژ فلزی AA۵۰۸۳-H۱۱۶ و Ti-۶Al-۴V با احتساب مدل پلاستیک و مدل خرابی جانسون-کوک صورت پذیرفته است. این مطالعه بصورت عددی و با استفاده از کدنویسی پایتون در نرم افزار اجزای محدود آباکوس صورت پذیرفته است. از موارد بررسی شده در پژوهش حاضر میتوان به بررسی اثر شکل دماغه (نوک) ضربه زننده با در نظر گرفتن سه حالت مختلف، اثر تابع توزیع خواصی در ناحیه گرادیانی (توزیع توانی و سیگمویید) و اثر ترتیب قرارگیری لایه های فلزی برای نمونه تحت ضربه اشاره داشت. از اهم نتایج حاصل شده میتوان به کارایی بالاتر نمونه هدفمند گرادیانی در مقایسه با نمونه های خالص فلزی اشاره کرد. ضمن آنکه، در حالتی که ضریب n=۱ در توزیع توانی و سیگمویید لحاظ شود، جذب انرژی نمونه بالاتر است. همچنین مشاهده شده است که لحاظ کردن تابع توزیع سیگمویید سبب رفتار مطلوبتر نمونه گرادیانی تحت ضربه سرعت بالا در مقایسه با تابع توزیع توانی بوده است. از بین سه ضربه زننده بررسی شده، نتایج عددی حاکی از آن است که میزان مقاومت و جذب انرژی قطعه تحت ضربه در برابر دماغه سرتخت (FLT)بیشترین و در مقابل دماغه مخروطی (SCN)کمترین بوده است. علت این نوع رفتار را میتوان مرتبط با تشکیل پلاگ (Plug) در برخورد دماغه FLT دانست؛ در حالیکه در برخورد ضربه زننده با دماغه SCN، فقط تشکیل پتال (Petal) مشاهده شده است.

Keywords:

ضربه سرعت بالا , ماده هدفمند گرادیانی (FGM) , تحلیل اجزای محدود (FEA) , شکل دماغه ضربه زننده