Dynamiczne parametry mechaniczne materiału sztywno-plastycznego z liniowym wzmocnieniem. Cz. 1, Rozważania teoretyczne

• Autorzy: Włodarczyk E. , Magier M.

Warianty tytułu

EN

Dynamic mechanical parameters of rigid-plastic material with linear strain hardening. Part 1, Theoretical considerations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono teoretyczną analizę określania dynamicznych parametrów mechanicznych materiałow sztywno-plastycznych z liniowym wzmocnieniem. Wykorzystano do tego celu test Taylora, tj. prostopadłe zderzenie płasko zakończonego długiego pręta wykonanego z testowanego materiału ze sztywną płaską tarczą. Wyprowadzono analityczne przestępne równania, z których określa się explicite dynamiczną granicę plastyczności Y_w i odkształcenie trwałe (plastyczne) za pomocą zmierzonych długości nieodkształconej części pręta l_fp. Praca stanowi skromny wkład uzupełniający wiedzę z zakresu dynamicznej plastyczności i ma walory aplikacyjne w inżynierii materiałowej.

EN

The theoretical analysis of the determination of the dynamic mechanical parameters of the rigid-plastic material with linear strain hardening is presented in this paper. For this purpose, the Taylor's impact test, i.e., perpendicular impact of the long rod on a fl at rigid target has been used. The rod is made of tested material. The transcendental equations which determine explicitly the dynamic yield stress Y_w and the plastic strain ε_p have been derived. This paper supplements knowledge on dynamical properties of metals and has application values in materials engineering.

Słowa kluczowe

PL

właściwości metali dynamiczne; obciążenie udarowe- test Taylora; dynamiczna granica plastyczności

EN

dynamic behaviour of metals; Taylor impact test; dynamic yield stress

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 59, nr 2
• Strony: 413--428
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz.

Twórcy

autor

Włodarczyk E.

autor

Magier M.

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

Bibliografia

• [1] H. Kolsky, Stress waves in solids, Clarendon Press, Oxford, 1953.
• [2] N. Cristescu, Dynamic plasticity, North-Holand, Amsterdam, 1967.
• [3] R. Kinslow, High-velocity impact phenomena, Academic Press, New York, 1970.
• [4] J. Henrych, The dynamics of explosion and its use, Academia, Praga, 1979.
• [5] J. A. Zukas, Impact dynamics, Wiley-Interscience, New York, 1962.
• [6] K. Nowacki, Zagadnienia falowe w teorii plastyczności, PWN, Warszawa, 1974.
• [7] P. Perzyna, Teoria lepkoplastyczności, PWN, Warszawa, 1966.
• [8] S. Kaliski, Z. Dżygadlo, L. Solarz, E. Włodarczyk, Drgania i fale, PWN, Warszawa, 1966.
• [9] Х. А. Рахматулин, Ю. А. Демьянов, Прочность при интенсивых кратковременных нагрyзках, Физ. Мат. Лит., Москва, 1961.
• [10] Г. С. Шапиро, Проблемы динамики упруго-пластических сред, Механика, т. 5, И. Ю. Ишлинский, Г. Г. Черный (ред), Mиp, Mосква, 1975.
• [11] U. S. Lindholm (ed), Mechanical behavior of materials under dynamic loads, Springer, New York, 1968.
• [12] J. Hopkinson, On the rupture of iron wire by blow, Proc. Man. Lit. Phil., 11, 40, 1972 oraz Futher experiments on the rupture of iron wire, Proc, Man. Lit. Phil., 11, 15, 1872.
• [13] B. Hopkinson, The effects of momentary stress in metals, Proc. Roy. Soc. A, 74, 498, 1905.
• [14] G. I. Taylor, The use of flat-ended projectiles for determining dynamic yield stress. I. Theoretical considerations, Proc. Roy. Soc., Load. A, 1948.
• [15] A. C. Whiffin, The use of flat-ended projectiles for determining dynamic yield stress, II. Tests on various metallic materials, Proc. Roy. Soc., Load. A, 1948.
• [16] G. I. Barenblatt, A. I. Ishlinskii, On the impact of a viscoplastic bar on a rigid wall, Pirkl. Math. Mekh., 26, 1962, 497.
• [17] J. D. Cinnamon, S. E. Jones, Jr J. C. Foster, P. P. Gillis, An analysis of early time deformation rate and stress in the Taylor impact test, Mechanical Behavior of Materials VI, Proc. of the Sixth Int. Materials Conf., Kyoto, Japan, vol. 1, July 1991, eds. M. Jano, T. Inouc, p. 337.
• [18] J. C. Foster Jr., P. J. Maudlin, S. E. Jones, On the Taylor test, Part I: A continuum analysis of plastic wave propagation, Proc. of the 1995 APS Topical Conf. An Shock Compression of Condesed Matter, Seattle, Washington, August 1995, p. 291.
• [19] J. B. Hawkyard, D. Easoton, W. Johnson, The mean dynamic yield strength of copper and low carbon steel at elevated temperatures from measurements of the “mushrooms” of flat-ended projectiles, Int. J. Mech. Sci., 10, 1968, 929.
• [20] J. B. Hawkyard, A theory for the mushrooming of flat-ended projectiles impinging on a flat rigid anvil, using energy considerations, Int. J. Mech. Sci., 11, 1969, 313.
• [21] I. M. Hutchings, Estimation of yield stress in polymers at high strain-rates using G. I. Taylor’s impact technique, J. Mech. Phys. Solids, 26, 1979, 289.
• [22] G. R. Johnson, T. J. Holmquist, Evaluation of cylinder-impact test data for constitutive model constants, J. Appl. Phys., 64, 1988, 3901.
• [23] S. E. Jones, P. P. Gillis Jr, J. C. Foster, L. L. Wilson, A one-dimensional two-phase flow model for Taylor impact specimens, J. Engr. Mat’ls. Tech. Trans. ASME, 113, 1991, 228.
• [24] S. E. Jones, P. P Gillis Jr, J. C. Foster, On the equation of motion of the undeformed section of a Taylor impact specimen, J. Appl. Phys., 61, 1987, 499.
• [25] S. E. Jones, P. J. Maudlin, P. P. Gillis Jr, J. C. Foster, An analytical interpretation of high strain rate materials behavior during early time plastic deformation in the Taylor impact test, Computers in Engineering 1992, ed. G. A. Gabriele, 2, ASME, New York, 1992, 173.
• [26] E. H. Lee, S. J. Tupper, Analysis of plastic deformation in a steel cylinder striking a rigid target, J. Appl. Mech., Trans. ASME, 1954, 21, 63.
• [27] P. J. Maudlin, J. C. Foster Jr, S. E. Jones, An engineering analysis of plastic wave propagation in the Taylor test, Int. J. Impact Engng, 19, 1997, 95.
• [28] P. J. Maudlin Jr, J. C. Foster, S. E. Jones, On the Taylor test, Part III: A continuum mechanics code analysis of plastic wave propagation, Los Alamos National Laboratory report LA-12836-MS, November 1994.
• [29] P. J. Maudin, R. F. Davidson, R. J. Henninger, Implementation and assessment of the mechanical-threshold-stress model using the EPIC2 and PINON computer codes, Los Alamos National Laboratory report LA-11895-MS, September 1990.
• [30] M. A. Meyers, Dynamic behavior of materials, John Wiley and Sons, INC, New York-Chichester-Brisbane-Toronto-Singapore, 1994.
• [31] T. C. T. Ting, Impact of a nonlinear viscoplastic rod on a rigid wall, J. Appl. Mech. Trans. ASME, 33, 1966, 505.
• [32] L. L. Wilson, J. W. House, M. E. Nixon, Time resolved deformation from the cylinder impact test AFATL-TR-89-76, November 1989.
• [33] E. Włodarczyk i in., Oszacowanie dynamicznej granicy plastyczności wybranych stali łuskowych za pomocą testu Taylora, Biul. WAT, 56, 1, 2007, 113-126.
• [34] E. Włodarczyk, A. Jackowski, O falowej metodzie określania dynamicznych parametrów mechanicznych sprężysto-plastycznego materiału z liniowym wzmocnieniem za pomocą testu Taylora, Buil. WAT, 59, 2010.