Wybór związku konstytutywnego do analizy zachowania się materiału pierścienia rozpęczanego impulsowym silnym polem elektromagnetycznym

• Autorzy: Panowicz R. , Włodarczyk E. , Janiszewski J.

Warianty tytułu

EN

Selection of constitutive model for analysis of behaviour prediction of ring material expanded by pulse electromagnetic field

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy dokonano analizy wybranych równań konstytutywnych opisujących zachowanie się metali w warunkach dynamicznego odkształcenia zachodzącego z bardzo dużymi szybkościami. Analizę tę wykonano w kontekście wyboru związku konstytutywnego, który najbardziej poprawnie opisuje zachowanie się metalu podczas rozpęczania cienkościennego pierścienia za pomocą silnego impulsowego pola elektromagnetycznego. Jako kryterium wyboru związku konstytutywnego przyjęto jakościową ilościową zgodność wyników numerycznych z analogicznymi danymi doświadczalnymi zaczerpniętymi z pracy [1]. W wyniku analizy stwierdzono, że największą zgodność z eksperymentem otrzymano przy zastosowaniu związku Steinberga-Guinana oraz PTW.

EN

The selection of a constitutive model from among commonly used models, which in the best way describe dynamics behaviour of material during electromagnetic expanding ring test, is our primary goal in this paper. Five more popular constitutive models are depicted and examined: Johnsosn-Cook (JC), Steinberg-Guinan (SG), Zerilli-Armstrong (ZA), MTS and Preston-Tonks-Wallace (PWT) models. As a criterion of the selection, qualitative quantitative agreement of the numerical results with analogous data obtained from experiment presented in Ref. 1 was taken. It was found that numerical results obtained by using SG or PWT model were the best consistent with experimental data.

Słowa kluczowe

PL

właściwości metali dynamiczne; równania konstytutywne; metoda pierścieniowa

EN

high-strain-rate material properties; stress-strain relations; electromagnetic expanding ring test; constitutive models

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 56, nr 4
• Strony: 201--222
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Panowicz R.

autor

Włodarczyk E.

autor

Janiszewski J.

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2

Bibliografia

• [1] W. H. Gourdin, Analysis and assessment of electromagnetic ring expansion as a high-strain-rate test, J. Appl. Phys., 65, 2, 1989.
• [2] M. A. Meyers, Dynamic behaviour of materials, Johs Wiley and Sons, INC, New York-Chichester-Brisbane-Toronto-Singapoure, 1994.
• [3] H. Kolsky, An investigation of the Mechanical Properties of Materials at Very High Rates of Loading, Proc. Phys. Soc., B, 62, 1949, 676-700.
• [4] G. Taylor, The use of flat-ended projectiles for determining dynamic yield stress I. Theoretical considerations, Proc. Roy. Soc. London Series A., 1948, 194, 289.
• [5] J. E. Field i in., Review of experimental techniques for high rate deformation and shock studies, Int. J. Impact Engng., vol. 30, 2004.
• [6] P. C. Johnson, B. A. Stein, R. S. Davis, Measurement of Dynamic Plastic Flow Properties under Uniform Stress, in Symposium on the Dynamic Behavior of Materials, ASTM Special Publications, no. 336, 1963, 195.
• [7] F. I. Niordson, A Unit for Testing Materials at High Strain Rates’ Expermiental mechanics, 5(1), 1965.
• [8] E. Włodarczyk, J. Janiszewski, Static and dynamic ductility of copper and its sinters, J. Tech. Phys., 45, 4, 2004.
• [9] E. Włodarczyk, J. Janiszewski, Z. Głodowskki, Dynamiczny stan naprężenia i odkształcenia w cienkim, rozszerzanym wybuchowo metalowym pierścieniu, Biul. WAT, LIV, 2-3, 2005.
• [10] E. Włodarczyk, J. Janiszewski, Dynamiczny jednoosiowy stan naprężenia i skończonego odkształcenia w cienkościennym pierścieniu napędzanym wybuchowo, Biul. WAT, LIV, 2-3, 2005.
• [11] D. E. Grady, D. A. Benson, Fragmentation of metal Rings by Electromagnetic Loading, Experimental Mechanics, 23, 1983.
• [12] Tablice fizyczno-astronomiczne, Wyd. Adamantan, Warszawa, 1995.
• [13] M. Zahn, Pole elektromagnetyczne, PWN, Warszawa, 1989.
• [14] F. J. Zerilli, R. W. Armstrong, Dislocation — mechanics — based constitutive relations for material dynamics calculations, J. Appl. Phys., 61(5), 1987.
• [15] A. C. M. de Queiroz, Mutual inductance and inductance calculations by Maxwell’s Method, Internet.
• [16] K. Jach i in., Komputerowe modelowanie dynamicznych oddziaływań ciał metodą punktów swobodnych, PWN, Warszawa, 2001.
• [17] D. J. Steinberg, S. G. Cochran, M. W. Guinan, A constitutive model for metals applicable at high-strain rate, J. Appl. Phys., 51, 1980.
• [18] D. L. Preston, D. L. Tonks, D. C. Wallace, Model of plastic deformation for extreme loading conditions, J. Appl. Phys., 93, 2003.
• [19] S. R. Chen, M. G. Stout, U. F. Kocks i in., Constitutive modeling of a 5182 aluminum as a function of strain rate and temperature, Hot deformation of aluminum alloys, II symposium, Rosemont, USA, 1998.
• [20] M. A. Zocher, P. J. Maudlin, S. R. Chen, E. C. Flower-Maudlin, An evaluation of several hardening models using Taylor cylinder impact data, European congress on computational methods in applied sciences and engineering, Barcelona, Spain, 2000.
• [21] D. C. Wallace, Irreversible thermodynamics of overdriven shocks in solids, Phys. Rev., B 24, 5597, 1981.
• [22] D. C. Wallace, Nature of the Process of Overdriven Shocks in Metals, Phys. Rev., B 24, 5607, 1981.
• [23] G. R. Johnson, T. J. Holmquist, Evaluation of cylinder-impact test data for constitutive model constants, J. Appl. Phys., 64 (8), 1988.
• [24] W. K. Rule, S. E. Jones, A revised form for the Johnson-Cook strength model, Int. J. Impact Engng., vol. 21, no. 8, 1998.