دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 57 5 2025 07 23 Experimental and Numerical Analysis of the Effect of Stress Triaxiality and Lode Angle Parameter on the Ductile Fracture of 321 Stainless Steel تحلیل تجربی و عددی اثر تنش سه‌محوره و پارامتر زاویه‌ی لود بر شکست نرم فولاد زنگ نزن 321 545 566 5827 10.22060/mej.2025.24291.7854 FA محمد مزرعه کاظمی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران سیدمهدی گنجیانی دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران 0000-0001-9839-7795 محسن منصوری دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران Journal Article 2025 06 15 In this study, the effect of stress triaxiality and the Lode angle parameter on the fracture strain of AISI 321 stainless steel was investigated. Although the influence of stress triaxiality has been extensively studied, the role of the Lode angle parameter remains unclear. This research was conducted with the aim of clarifying these effects in the ductile fracture of AISI 321 stainless steel. To this end, five specimens under tensile loading and two specimens under compressive loading, each with different geometries, were designed and simulated in the ABAQUS software. The specimens were also subjected to experimental tests, and the distributions of strain and stress were recorded up to the point of fracture. A power-law model was employed to define the stress–strain curve, and experimental data were used to calibrate the model. The extracted force–displacement results from both experimental and numerical approaches were found to be in good agreement. The results indicate that stress triaxiality has a direct effect on fracture strain, while the Lode angle parameter exhibits a nonlinear influence on fracture behavior. Moreover, slight changes in specimen geometry can lead to significant variations in the final fracture strain values. Overall, it was found that within a stress triaxiality range of −0.63 to 0.6 and a Lode angle parameter range of −0.78 to 1, the fracture strain varies from 0.6 to 0.9. در این پژوهش، تأثیر تنش سه‌محوره و پارامتر زاویه لود بر روی کرنش شکست فولاد زنگ‌نزن 321 مورد بررسی قرار گرفت. اگرچه اثر تنش سه‌محوری به‌خوبی مطالعه شده، اما نقش پارامتر زاویه لود و تعامل آن با این تنش همچنان مبهم است. این پژوهش با هدف روشن‌سازی این اثرات در شکست نرم فولاد زنگ‌نزن 321 انجام شد. برای این منظور، پنج نمونه تحت بارگذاری کششی و دو نمونه تحت بارگذاری فشاری با هندسه‌های متفاوت طراحی و در نرم‌افزار آباکوس شبیه‌سازی شدند. نمونه‌ها همچنین تحت آزمون‌های تجربی در دمای اتاق و به صورت استاتیکی مورد ارزیابی قرار گرفتند و توزیع کرنش، تنش و پارامترهای آسیب تا لحظه شکست ثبت گردید. برای مدل‌سازی رفتار ماده، از مدل توانی جهت تعریف منحنی تنش-کرنش و از داده‌های آزمایشگاهی جهت کالیبراسیون مدل استفاده شد. نتایج اسنخراج شده نیرو-جابجایی در هر دو روش تجربی و عددی با یکدیگر مطابقت دارد. از نتایج می‌توان نتیجه گرفت که پارامتر تنش سه‌محوره تأثیر مستقیم بر کرنش شکست دارد، در حالی‌که پارامتر زاویه لود تأثیر غیرخطی بر رفتار شکست از خود نشان می‌دهد. همچنین تغییرات جزئی در هندسه نمونه‌ها منجر به تفاوت قابل‌توجهی در مقادیر نهایی کرنش شکست خواهد شد. در مجموع، مطالعه حاضر بر روی زنگ‌نزن 321  نشان می‌دهد که در بازه تنش سه‌محوره 0/63- تا 0/6 و بازه پازامتر زاویه لود 0/78- تا 1 مقدار کرنش شکست از 0/6 تا 0/9 تغییر می‌کند https://mej.aut.ac.ir/article_5827_95cfcaaa9417bc9a50f0a92230ea067e.pdf