Niestateczność w adiabatycznym procesie plastycznego odkształcania materiałów metalicznych a stan niskocyklowego zmęczenia spreżysto-plastycznego

• Autorzy: Śloderbach Z.

Warianty tytułu

EN

Bifurcation state during the adiabatic process of plastic deformations of metallic materials and state of low cycle (elastic-plastic) fatique

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule analizuje się proces plastycznego adiabatycznego odkształcania materiałów metalicznych w ramach sprzężonej teorii termoplastyczności. Określono krytyczne wartości odkształceń plastycznych, przyrostu temperatury, wartości krytyczne naprężeń i krytyczne wartości wewnętrznego parametru utożsamionego z pracą odkształcenia plastycznego. Stan krytyczny określa maksimum na adiabatycznej krzywej umocnienia lub gdy adiabatyczna funkcja (moduł wzmocnienia) osiąga wartość zero. Przekroczenie krytycznych wartości może powodować powstanie lokalizacji stanu odkształcenia albo inicjowanie się mikropęknięć podczas procesów adiabatycznych odkształceń. Takie zjawiska mogą pojawiać się już podczas quasi-statycznych prędkościach odkształcenia plastycznego i wyższych. Do opisu termodynamicznego stanu termo-sprężysto-plastycznego ciała wykorzystano koncepcję makroskopowych parametrów wewnętrznych.

EN

The adiabatic process of plastic deformation of metallic materials is analyzed in frames of coupled thermoplasticity theory. The critical value of plastic strains, critical temperature, critical values of stresses and the value of internal parameter identified with the plastic strain work are determined. The critical state determines the maximum of the adiabatic curve of hardening; in other words indicates when the adiabatic function (adiabatic modulus) of hardening reaches zero. Exceeding of the critical values can cause the forming of the localization state of deformations or initiation of microcracks during processes of adiabaticdeformations. Such phenomena can appear even under quasi-static and higher rates of plastic strain. The idea of macroscopic internal parameters was applied for description of thermodynamic state of the coupled thermoplastic body.

Słowa kluczowe

PL

adiabatyczny proces plastycznego odkształcania materiałów metalicznych; niestateczność; stan niskocyklowego zmęczenia spreżysto-plastycznego

EN

adiabatic process of plastic deformations of metallic materials; bifurcation state; state of low cycle (elastic-plastic) fatique

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Energia [Stowarzyszenie Elektryków Polskich - COSiW]
• Czasopismo: Energetyka
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 11
• Strony: 644--647
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys.

Twórcy

autor

Śloderbach Z.

• Politechnika Opolska, Katedra Zarządzania Energetyką

Bibliografia

• [1] Śloderbach Z., Biturcations Criteria for Equillbrium States in Generalized Thermoplasticity, Doctor's Thesis [in Polish], in IFTR-Report, 1980, No 37, Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy ol Sciences, Warsaw, pp. 1-100, 1980.
• [2] Śloderbach Z., Generalized coupled thermoplasticity. Part I. Fundamental equations and identities, "Archives of Mechanics" 1983, No 35, vol. 3, 337-349.
• [3] Śloderbach Z., Generalized coupled thermoplasticity. Part II. On the uniqueness and biturcations criteria, "Archives of Mechanics" 1983, No 35, vol. 3, 351-367.
• [4] Raniecki B., On the thermoplasticity, Tom "Thermoplasticity", Ossolineum Publishing company, Wrocław 1973, 175-222.
• [5] Raniecki B., Sawczuk A, Thermal Effects in Plasticity. Part I: Coupled Theory, .Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik - ZAMM" 1973, 55, 6, 232-241.
• [6] Raniecki B., Sawczuk A., Thermal Effects in Plasticity. Part II: Uniqueness and Applications, "Zeitschrift tur Angewandte Mathematik und Mechanik - ZAMM" 1973, 55, 7/8, 363-373.
• [7] Raniecki B., Therman K., Intinitesimal Thermoplasticity and Kinematics of Finite Elastic-Plastic Detormations. Basic Concepts, "Mitteilungen aus dem Institut für Mechanik" 1978, No 2, Ruhr-Universitat, Bochum.
• [8] Raniecki B., Problems of Applied Thermoplasticity, Habilitation Thesis [in Polish], in IFTR-Reports, 1977, No 29, Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Warsaw, pp. 1-120.
• [9] Baumel A., Seeger T., Material Data for Cyclic Loading, "Materials Science Monographs" 1987, Vol. 42A-E, Supplement 1, Elsevier Science Publishers, 1990.
• [10] Coffin L.F., Fatique at High Temperature prediction and Interpretation, "Institution of Mechanical Engineers" 1974, vol. 188.
• [11] Costa N., Silva F.S., On a New Temperature Factor to Predict the Fatigue limit at Different Temperatures, "International Journal of Fatigue" 2011, 33, 624-631.
• [12] Łagoda T., Możliwość zastosowania parametru gęstości energii odkształceń przy zmęczeniu naprężeniem termicznym, "Energetyka", Zeszyt Tematyczny nr XIV, Katowice 2007, 62-64.
• [13] Okrajni J., Marek A, Junak G., Description of the Detormation Processes under Thermo-Mechanical Fatique, "Joumal of Achievements in Materials and Manulacturing Engineering" 2007, Vol. 21, Issue 2, 15-24.
• [14] Okrajni J., Junak G., Marek A: Modelling ot Detormation Process under Thermo-Mechanical Fatique Conditions, "International Journal Journal ol Fatique" 2008, Vol. 30, No 2, 324-329.
• [15] Okrajni J., Thermo-mechanical conditions of power plant components, "Journal of Achievements in Materials and Manulacturing Engineering" 2009, Vol. 33, No 1,53-61.
• [16] Rońda J., Pecherski R.B., Rajchel B.: Energy transport in processesof the heat processing and during the torming of thin cesses of the heat processing and during the tormingo of thin layers, "Computer Methods in Materials Science" 2005, Vol. 5, No 4, quarterly, pp. 179-184. AGH 2005, ISSN 1641-8581.
• [17] Rońda J., Rajchel W., Wojnarowski L.P., Stress Analysis of Silieon- Titanium Coating Created by Iron Beam Sputter, "Computer Methods in Materials Science" 2009, Vol. 9, No 1, pp.11 0-116, quarterly, AGH 2009, ISSN 1641-8581.
• [18] Lehmann Th., Some Thermodynamic Considerations of Phenomenological Theory of Non-isothermal Elastic-plastic Detormations, "Archives of Applied Mechanics" 1972, 24, 975-989.
• [19] Perzyna P., Thermodynamics of inelastic materials [in Polish], PWN, Warsaw 1978.
• [20] Nguyen, H.V., Thermomechanical Couplings in Elasto-Plastic Metais in the Case of Finie Detormations, Habilitation Thesis [in Polish], in IFTR-Reports 1999, No 10, Institute of Fundamental Technological Research, Polis h Academy of Sciences, Warsaw, pp. 1-116.
• [21] Raniecki B., An Introduction ti the Concept of Applied Thermoplasticity, Material Center, Royal Institute of Technology, Stockholm 1976, pp.1-93.
• [22] Śloderbach Z.: Closed system of thermo-elastic-plastic couplings. Part I. Closed system equations and couplings ettects diagram and Part II. Constitutive and rate equations [in Pollsh], "Energetics" 2012, No 11,751-758 and 758-762.
• [23] Śloderbach Z., Rechul Z., A Thermodynamic Approach to the Stored Energy Concept, "Journal of Technical Physics" 2006, vol. XLVII, 83-102.
• [24] Śloderbach Z., Pająk J., Stored Energy of Plastic Detormations in Tube Bending Processes, "International Journal of Appl. Mechan. and Engineering" 2013, 18, 1, 235-248.
• [25] Oliferuk W, Korbel A., Grabski M.W., Mode of detormation and the rate of energy storage during uniaxial tensile detormation of austenitic steel, "Materials Science and Engineering" 1996, A, 220, Elsevier Science S.A.,123-128.
• [26] Oliferuk W, Świątnicki W.A. and Grabski M.W., Effect of the grain size on the rate of energy storage during tensile detormation of an austenitic steet, "Materials Science and Engineering", 1995,A, 197, Elsevier Science S.A., 49-58.
• [27] Oliferuk W, Świątnicki W.A., Grabski M.W., Rate of storage and microstructure evolution during the tensile detormation of austenitic steel, "Materials Science and Engineering" 1993, A, 161, Elsevier Science S.A., 55-63.
• [28] Śloderbach Z., Pajak J., Determination of the critical state during adiabatic process of thermoplastic detormation of metallic material, "Journal of Thermal Stresses" 2017, Vol. 40, No. 2, 255-265.
• [29] Raniecki B., Śloderbach Z., Wiktorow W.W., Investigation of Mechanical Properties of Metals at Short-Lived Loads in of Changeable Temperatures Conditions [in Polish], IFTR-Report, 1979, No 69, Institute of Fundamential Technological Research, Polish Academy of Sciencees, Warsaw, pp. 1-44.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).