بررسی آزمایشگاهی و شبیه‌سازی کامپیوتری اثر شعاع شیار بر انرژی شکست شارپی در فولاد ایکس شصت و پنج

عوامل متعددی در تعیین تجربی انرژی شکست شارپی دخالت دارند. به عنوان مثال زاویه شیار اولیه، عمق شیار، شعاع ریشه شیار، خروج از مرکز شیار نسبت به مرکز جرم چکش، ابعاد مقطع نمونه، شعاع و فاصله تکیه‌گا‌ه‌ها، هندسه و سرعت ضربه چکش، و روش ایجاد شیار اولیه مانند خان کشی یا ماشین‌کاری؛ مطالعه تغییرات این پارامترها و بررسی اثر کمی این تغییرات بر انرژی نهایی اندازه‌گیری شده اهمیت فراوانی دارد. آزمایش ضربه شارپی روی نمونه فولادی از جنس ایکس شصت و پنج با شعاع متفاوت شیار در بازه 13/0 تا 41/0 میلی‌متر انجام و انرژی شکست اندازه‌گیری می‌شود. سپس ارتباط انرژی شکست شارپی بعنوان تابعی از تغییرات شعاع شیار اولیه تعیین می‌شود. با استفاده از این رابطه می‌توان با معلوم بودن ابعاد هندسی شیار اولیه (با احتساب تلرانس‌های مجاز قید شده در استاندارد)، میزان خطا در اندازه‌گیری انرژی شکست شارپی فولاد آزمایش شده را تعیین نمود. علاوه بر بررسی تجربی مقادیر انرژی شکست، نمونه‌های آزمایش ضربه در نرم افزار آباکوس به صورت سه‌بعدی شبیه‌سازی شد. سپس با تعریف ضرایب مدل اصلاح شده آسیب گرسون در این شبیه‌سازی و بدست آوردن نمودار نیرو-جابجایی مقدار انرژی شکست محاسبه و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج حاصله از شبیه‌سازی تطابق مناسبی با نتایج آزمایش‌های تجربی دارند.