Anisotropic deformation behavior of Al2024T351 aluminum alloy
Other Title(s)
سلوك التشوه المتباين الخواص لسبائك الألمنيوم Al2024T351
Author
Source
The Journal of Engineering Research
Issue
Vol. 10, Issue 1 (31 Mar. 2013), pp.80-87, 8 p.
Publisher
Sultan Qaboos University College of Engineering
Publication Date
2013-03-31
Country of Publication
Oman
No. of Pages
8
Main Subjects
Topics
Abstract AR
يهدف هذا البحث إلى دراسة الآثار المترتبة على تباين المواد في سبائك الألمنيوم 2024T351 و تأثيرها على سلوك بعض الخصائص المتمثلة في القوة و الصلابة و ذلك من خلال استخدام معايير مختصة بالتماثل و أخرى مختصة بالتباين في الخواص.
و لعل أبرز مسببات التباين في خصائص المواد تتمثل في عمليات التصنيع مثل الدرفلة أو عمليات التشكيل باستخدام الطرق أو الكبس.
و هذا النوع من التباين يعزز من مفهوم اختلاف خصائص المواد في مختلف الاتجاهات, و لعل أبرز هذه الخصائص تتمثل في القوة, و الليونة, و الصلابة, و قوة الانكسار, بالإضافة إلى مقاومة الإجهاد.
و من هنا تبرز أهمية إدراج التباين في خصائص المواد كأحد العناصر الأساسية التي يجب أن تؤخذ في الاعتبار من أجل الحصول على تنبؤ صحيح لسلوك التشوه في المواد.
و قد تم في هذه الدراسة في بداية الأمر إجراء اختبارات الشد أحادية المحور في جميع الاتجاهات الثلاثة (اتجاه الدرفلة 'L', التقاطع مع اتجاه الدرفلة 'T', و في اتجاه سماكة الصفيحة 'S') لعينات على شكل قضبان ممهدة مصنوعة من صفيحة مسخنة من سبائك الألمنيوم AI2924 و التي تم تشكيليها باستخدام عملية الدرفلة.
و قد أظهرت النتائج التجريبية بأن اتجاه الدرفلة 'L' و التقاطع مع اتجاه الدرفلة 'T' قد حققت نسبة قوة أعلى و قدرا أكبر من الاستطالة قبل الكسر بالمقارنة مع اتجاه سماكة الصفيحة 'S'.
كما تم أيضا في هذه الدراسة تطوير نموذج عددي باستخدام طريقة العنصر المحدود لنمذجة عملية الشد للعينات باستخدام معايير مختصة بالتماثل في الخواص مثل معيار فن مايسز و أخرى مختصة بالتباين في الخواص مثل معيار هيل و ذلك من أجل دراسة تأثير هاتين الحالتين على التنبؤ بلحظة التشوه الدائم و أيضا سلوك التصلب في العينات أثناء عملية التشوه.
و قد وجد في حالة القضبان الممهدة بأن معيار هيل المختص بالتباين كان قادرا على التنبؤ بنتائج للقوة كانت متناسقة تماما مع النتائج التجريبية في اتجاه سماكة الصفيحة 'S', و لكن التنبؤ لهذا المعيار كان قليلا مقارنة بالنتائج التجارب في اتجاه الدرفلة 'L'.
أما بشكل عام فقد أشارت النتائج إلى أن معيار هيل الأكثر ملائمة للتنبؤ بلحظة التشوه الدائم و كذلك سلوكيات المادة أثناء عملية التصلب لسبائك الألمنيوم 2024T3451 و ذلك في جميع الاتجاهات.
Abstract EN
The objective of this work was to investigate the effects of material anisotropy on the yielding and hardening behavior of 2024T351 aluminum alloy using isotropic and anisotropic yield criteria.
Anisotropy may be induced in a material during the manufacturing through processes like rolling or forging.
This induced anisotropy gives rise to the concept of orientation-dependent material properties such as yield strength, ductility, strain hardening, fracture strength, or fatigue resistance.
Inclusion of the effects of anisotropy is essential in correctly predicting the deformation behavior of a material.
In this study, uniaxial tensile tests were first performed in all three rolling directions, L, T and S, for smooth bar specimens made from hot rolled plate of Al2024 alloy.
The experimental results showed that the L- and T-directions yielded higher yield strengths and a greater percentage of elongation before fracture than the S-direction.
Subsequently, finite element analysis of tensile specimens was performed using isotropic (von Mises) and anisotropic (Hill) yield criteria to predict the onset of yielding and hardening behaviors during the course of deformation.
Hill's criterion perfectly fitted with the test data in the S-direction, but slightly underestimated the yield strength in L-direction.
The results indicated that the Hill yield criterion is the most suitable one to predict the onset of yielding and hardening behaviors for 2024T351 aluminum alloy in all directions.
American Psychological Association (APA)
Khan, Rashid. 2013. Anisotropic deformation behavior of Al2024T351 aluminum alloy. The Journal of Engineering Research،Vol. 10, no. 1, pp.80-87.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-330354
Modern Language Association (MLA)
Khan, Rashid. Anisotropic deformation behavior of Al2024T351 aluminum alloy. The Journal of Engineering Research Vol. 10, no. 1 (2013), pp.80-87.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-330354
American Medical Association (AMA)
Khan, Rashid. Anisotropic deformation behavior of Al2024T351 aluminum alloy. The Journal of Engineering Research. 2013. Vol. 10, no. 1, pp.80-87.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-330354
Data Type
Journal Articles
Language
English
Notes
Includes bibliographical references : p. 86-87
Record ID
BIM-330354
