Dynamiczne stany naprężenia i skończonego odkształcenia w metalowym cienkim pierścieniu rozszerzanym wybuchowo

• Autorzy: Włodarczyk E. , Janiszewski J.

Warianty tytułu

EN

Dynamic state of stress and large strain in explosively expanded thin-walled ring

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono teoretyczno - eksperymentalną analizę dynamicznych stanów naprężenia i skończonego odkształcenia oraz szybkości odkształcenia w cienkościennym pierścieniu wykonanym z metalu i napędzanym radialnie za pomocą produktów detonacji cylindrycznego ładunku materiału wybuchowego (MW). Problem rozwiązano przy następujących założeniach: pierścień podczas radialnego rozszerzania się zachowuje osiową symetrię; stan odkształcenia w pierścieniu jest płaski; ciśnienie na zewnętrznej powierzchni jest równe zeru; materiał pierścienia modelowany jest jednorodnym, izotropowym, nieściśliwym ośrodkiem idealnie plastycznym; bieżący promień elementu pierścienia r jest znaną, eksperymentalnie określoną funkcją czasu. Przy takich założeniach wyprowadzono analityczne wzory pozwalające określić dynamiczne stany tensorów naprężenia i skończonego odkształcenia oraz szybkości odkształcenia w pierścieniu obciążonym wybuchowo. W oparciu o te wzory można skonstruować dynamiczny wykres intensywności naprężenia w funkcji intensywności skończonego odkształcenia. W pracy przedstawiono taką zależność w postaci tabelarycznej dla stali łuskowej.

EN

Theoretical-experimental analysis of stress and large strain state, and strain rate in a metallic thin walled ring, radially driven by detonation products of cylindrical explosive, is presented in this paper. The problem was solved with the following assumptions: ring expansion is of axis symmetry, there is plane strain of state into the ring, pressure equals zero on the outer ring surface, ring material is homogeneous, isotropic, incompressible and ideally plastic, current radius of the ring elements is known as a time function. With such assumptions, analytical formulae were developed, which determine dynamic tensors state of stress and large strain, as well as strain rate into explosively loaded ring. On the basis of the developed formulae we can build a plot of stress intensity vs. large strain at high-strain-rate condition. As an example, the stress intensity–large strain relation for selected cartridge case steel was presented in the work.

Słowa kluczowe

PL

właściwości metali dynamiczne; związek naprężenie; odkształcenie; szybkość odkształcenia; metoda pierścieniowa

EN

high-strain-rate material properties; stress-strain relations; strain rate; freely expanding ring test

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 56, nr 1
• Strony: 126--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Włodarczyk E.

autor

Janiszewski J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] V. M. Kuznecov, O razruszenii metalliczeskich kolec v plasticzeskom sostojanii, FGV, 9, 4, 1973.
• [2] E. Włodarczyk, J. Janiszewski, Static and dynamic ductility of copper and its sinters, J. Tech. Phys., 45, 4, 2004.
• [3] E. Włodarczyk, J. Janiszewski, Z. Głodowski, Dynamiczny stan naprężenia i odkształcenia w cienkim, rozszerzanym wybuchowo metalowym pierścieniu, Biul. WAT, LIV, 2-3, 2005.
• [4] E. Włodarczyk, J. Janiszewski, Dynamiczny jednoosiowy stan naprężenia i skończonego odkształcenia w cienkościennym pierścieniu napędzanym wybuchowo, Biul. WAT, LIV, 2-3, 2005
• [5] C. R. Hoggatt and R. F. Recht, Stress-strain data obtained at high rates using an expanding ring, Exp. Mech., 9, 10, 1969.
• [6] V. A. Ryżanskij, V. N. Mineev, V. I. Cypkin, A. G. Ivanov, O. A. Kleszevnikov, Eksperimentalnoe issledovanie vzryvnogo rosszirenija tonkih kolec iz otożżennogo aluminievogo splava, FGV, 12, 1, 1976.
• [7] W. H. Gourdin, Analysis and assessment of electromagnetic ring expansion as a high-strain-rate test, J. Appl. Phys., 65, 2, 1989.
• [8] W. Olszak, P. Perzyna, A. Sawczuk, Teoria plastyczności, PWN, Warszawa, 1965.
• [9] Z. Wesołowski, Zagadnienia dynamiczne nieliniowej teorii sprężystości, PWN, Warszawa, 1974.
• [10] D. R. Bland, Nonlinear dynamic elasticity, Waltham, Mass. 1969.
• [11] E. Włodarczyk, A. Starczewska, J. Materniak, J. Janiszewski, W. Koperski, Oszacowanie dynamicznej granicy plastyczności wybranych stali łuskowych za pomocą uderzeniowego testu Taylora, Biul. WAT, LVI, 1, 2007.