شبیه‌سازی و آزمون مکانیکی فولاد ضدزنگ A240 GR321

عنوان پروژه: شبیه‌سازی و آزمون مکانیکی فولاد ضدزنگ A240 GR321 توضیح کلی: هدف پروژه بررسی رفتار مکانیکی و خستگی Austenitic Stainless Steel A240 GR321 است. ابتدا شبیه‌سازی در Abaqus انجام می‌شود و سپس آزمایش‌های واقعی مطابق استانداردهای ASTM (E8/E8M، E466، E606/E606M، E647) انجام خواهد شد. 1. آزمون کشش (Tensile Test) هدف: تعیین مشخصات مکانیکی پایه شامل مدول یانگ، نقطه تسلیم 0.2% offset، مقاومت نهایی کششی، کرنش شکست، منحنی تنش-کرنش پلاستیک نمونه‌ها: نمونه استاندارد تخت یا گرد با بخش کاهش یافته (reduced section) مطابق ASTM E8/E8M بارگذاری: کنترل نیرو یا کرنش، نرخ مناسب مطابق استاندارد، ثبت منحنی تنش-کرنش خروجی‌های مورد انتظار: مدول یانگ و ضریب پواسون نقطه تسلیم و مقاومت نهایی کششی کرنش در نقطه تسلیم و کرنش شکست توزیع تنش و کرنش برای بررسی نرخ کرنش و حساسیت ماده 2. آزمون خستگی چرخه بالا (High-Cycle Fatigue — HCF) روش: تست S-N مطابق ASTM E466 نمونه‌ها: نمونه‌های استاندارد با طول بخش کاهش یافته مشخص بارگذاری: تناوبی سینوسی یا دوره‌ای، نسبت تنش مشخص تعداد سیکل‌ها: بیش از 10^4 سیکل معیار شکست: ترک ایجاد شده یا شکست کامل نمونه 3. آزمون خستگی کم-سیکل (Low-Cycle Fatigue — LCF) روش: کرنش-کنترل (ε-N) مطابق ASTM E606/E606M جزئیات: نرخ کرنش مشخص و ثابت Hold times در انتهای هر سیکل اعمال دمای سرویس (500–550°C) در محیط کوره یا حمام کنترل‌شده خروجی: منحنی ε-N، تعداد سیکل تا شکست 4. آزمون رشد ترک خستگی (Fatigue Crack Growth Rate — FCGR) روش: مطابق ASTM E647 نمونه‌ها: قطعه با شکاف اولیه (pre-cracked specimen) اندازه‌گیری: نرخ رشد ترک da/dN بر اساس ΔK خروجی: منحنی FCGR (da/dN vs ΔK) 5. آزمون خزش-خستگی (Creep-Fatigue Interaction) روش: ترکیب سیکل‌های کرنش یا تنش با Hold-time در نقطه اوج، آزمون‌های دنباله‌ای پارامترها: زمان تا خرابی (time to rupture)، نرخ کرنش خزش در حالت Hold دمای سرویس: 500–550°C، محیط هوا یا محیط کنترل شده 6. مشخصات شبیه‌سازی Abaqus ماده: A240 GR321 مدول یانگ (E) ضریب پواسون (ν) نقطه تسلیم 0.2% offset منحنی تنش-کرنش پلاستیک چگالی (ρ) شرایط بارگذاری: کنترل نیرو یا کرنش برای تست کشش، بارگذاری تناوبی برای HCF و LCF، Hold-time برای خزش-خستگی محیط: دمای سرویس و اثرات آن خروجی: منحنی تنش-کرنش، تعداد سیکل تا شکست، نرخ رشد ترک، توزیع تنش و کرنش هدف نهایی: استفاده از داده‌های شبیه‌سازی برای طراحی و برنامه‌ریزی آزمایش‌های واقعی مقایسه دقیق نتایج Abaqus با آزمایشگاه برای اعتبارسنجی مدل و تحلیل رفتار ماده