Impact test analysis of dynamic mechanical parameters of a rigid-plastic material with linear strain hardening

• Autorzy: Włodarczyk E.

Warianty tytułu

PL

Inżynierska analiza dynamicznych parametrów mechanicznych sztywno-plastycznego materiału zsztywno-plastycznego materiału z liniowym wzmocnieniem dla testu udarowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A simple engineering method to determine dynamic mechanical parameters of a rigid-plastic material with linear strain hardening is presented in this paper. For this purpose, Taylor's impact test, i.e., perpendicular impact of a long rod on a flat rigid target has been used. The rod is made of the tested material. The transcendental equations which explicitly determinate the dynamic yield stress and the plastic strain of the rod have been derived. The general trend of the obtained results is observation of the appearance of higher strengths at higher impact velocities, which is in agreement with expectations. The applied in literature approximation of dynamic properties of metals with strain hardening by means of a perfectly plastic material is far-reaching simplification disagreeing with reality.

PL

W pracy przedstawiono prostą inżynierską metodę określania dynamicznych parametrów mechanicznych sztywno-plastycznych materiałów z liniowym wzmocnieniem. Zastosowano do tego celu uderzeniowy test Taylora, tj. prostopadłe uderzenie pręta, wykonanego z testowanego materiału, w nieodkształcalną płytę. Wyprowadzono przestępne równania, z których można określić explicite dynamiczną granicę plastyczności Yw i odkształcenie plastyczne [epsilon]p materiału pręta. Uzyskano wzrost parametru Yw, wraz ze wzrostem prędkości uderzenia pręta, co jest zgodne z oczekiwaniem. Stosowana w literaturze aproksymacja dynamicznych właściwości metali modelem idealnie-plastycznym jest daleko idącym uproszczeniem, niezgodnym z rzeczywistością.

Słowa kluczowe

EN

impact loads; Taylor impact test; dynamic yield stress

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 49 nr 1
• Strony: 159--173
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Włodarczyk E.

• Faculty of Mechatronics, Military University of Technology, Warsaw, Poland,

Bibliografia

• 1. Ashby M.F., Jones D.R.H., 1993, Engineering Materials, Cambridge University England
• 2. Broberg K.B., 1956, Shock Waves in Elastic and Elastic-Plastic Media, Stockholm
• 3. Cristescu N., 1967, Dynamic Plasticity, North-Holland, Amsterdam
• 4. Goldsmith W., 1960, Impact. The Theory and Physical Behavior of Colliding Solids, E. Arnold, London
• 5. Jones S.E., Gillis P.P., Foster J.C. Jr., 1987, On the equation of motion of the undeformed section of a Taylor impact specimen, J. Appl. Phys., 61, 2
• 6. Jones S.E., Maudlin P.J., Foster J.C. Jr., 1997, An engineering analysis of plastic wave propagation in the Taylor test, Int. J. Impact Engng., 19, 2
• 7. Kaliski S., Rymarz C., Sobczyk K., Wlodarczyk E., 1992, Waves, Elservier, Amsterdam-Oxford-New York-Tokyo
• 8. Kinslow R., Edit., 1970, High-Velocity Impact Phenomena, Academic Press, New York
• 9. Kolsky H., 1953, Stress Waves in Solids, Oxford
• 10. Lee E., Tupper S., 1951, Analysis of inelastic deformation in a steel cylinder striking a rigid target, J. of Appl. Mech., 21, 1
• 11. Lindholm U.S., 1968, Mechanical Behavior of Materials under Dynamic Loads, Springer, New York
• 12. Meyers M.A., 1994, Dynamic Behavior of Materials, John Wiley and Sons, Inc. New York-Chichester-Brisbane-Toronto-Singapore
• 13. Nowacki W., 1974, Wave Problems in Plasticity, PWN, Warsaw
• 14. Perzyna P., 1966, Viscoplasticity, PWN, Warsaw [in Polish]
• 15. Rakhmatulin Kh.A., Demyanow Yu.A., 1961, Strength under Intense Short-Term Loadings, Gostizdat, Moskva [in Russian]
• 16. Shewmon P.G., Zackay V.F., Eds., 1961, Response of Metals to High Velocity Deformation, Interscience Publishers, New York-London
• 17. Taylor G., 1948, The use of flat-ended projectiles for determining dynamic yield stress. I. Theoretical considerations, Proc. Roy. Soc., Series A, London
• 18. Whiffin A.C., 1948, The use of flat-ended projectiles for determining dynamic yiel stress, 2. Tests on various metallic materials, Proc. Roy. Soc., Serias A, London
• 19. Wlodarczyk E., Jackowski A., 2010, On wave method of determining dynamic yield stress of the elastic-plastic material with linear strain hardening by means of Taylor test, Acad. Bul., LIX, 2
• 20. Zukas J.A., 1962, Impact Dynamics, Wiley-Interscience New York