W pracy przedstawiono podstawowy opis oraz metodykę badań materiałów i konstrukcji uwzględniających wpływ oddziaływania dużej szybkości odkształcenia na parametry wytrzymałościowe. Scharakteryzowano takie metrologie badawcze jak: test Taylora, metoda dzielonego pręta Hopkinsona i test pierścieniowy, pozwalające określić dynamiczne właściwości materiałów.
EN
The paper presents an elemental description and methodology of tests that take into account the effect of high strain rate on materials strength parameters. The article describes such testing methodology as: Taylor test, split Hopkinson pressure bar method, and expanding ring test to determine the dynamic properties of materials.
Materiały inżynierskie wykorzystywane w licznych zastosowaniach, w szczególności w motoryzacyjnych i wojskowych, muszą sprostać nowym wymaganiom, z których jednym z najważniejszych jest odporność na obciążenia dynamiczne. Ponieważ zjawiska związane z takimi interakcjami są dość złożone, stosuje się niestatyczne typy testów do oceny i porównania różnych potencjalnych materiałów. W pracy tej dwa rodzaje żeliwa ADI wytworzono w różnych warunkach austenityzowania i hartowania, otrzymując różną morfologię ausferrytu. Próbki z obu materiałów były poddawane różnym dynamicznym szybkościom odkształcania. Oceniono odporność na martenzytyczną przemianę odkształceniową w zależności od mikrostruktury i szybkości odkształcania. Badania XRD i LM były wykorzystane do oceny właściwości oraz wpływu dużych szybkości odkształcania na strukturę materiału.
EN
Engineering materials used in numerous applications, in particular in automotive and military applications, have to meet new requirements, one of the most important being resistance to dynamic loads. Because the phenomena associated with such interactions are quite complex, non-static test types are used to evaluate and compare different potential materials. In this work, two types of ADI cast iron were made in different austenitizing and quenching conditions to obtain different ausferrite morphology. Samples from both materials were subjected to different dynamic deformation rates. The resistance to martensitic strain transformation was evaluated depending on the microstructure and rate of deformation. XRD and LM were used to assess the properties and impact of high strain rates on the material structure.
In this article, an attempt was made to determine the effect of dynamic load on the austempered ductile iron resistance obtained under different conditions of heat treatment. Tests were carried out on six types of cylindrical ductile iron samples austempered at 320, 370 and 400°C for 30 and 180 minutes. For each type of material, two samples were collected. As a next step in the investigations, the samples were subjected to a Taylor impact test. The samples after striking a non-deformable, rigid target were deformed on their front face. After Taylor test, a series of material tests was performed on these samples, noting a significant increase of hardness in the deformed part. This was particularly well visible in the ductile iron isothermally quenched at higher temperatures of 370 and 400°C. Inthezone of sample deformation, an increase in the content of ferromagnetic phase was also reported, thus indicating the occurrence of martensitic transformation in the microstructure containing mechanically unstable austenite. A significant amount of deformed graphite was also observed, which was a symptom of the deformation process taking place in samples. The ductile iron was characterized by high toughness and high resistance to the effect of dynamic loads, especially as regards the grade treated at a temperature of 370°C.
PL
W artykule podjęto próbę określenia wpływu obciążeń dynamicznych na odporność żeliwa sferoidalnego ausferrytycznego otrzymanego w różnych warunkach obróbki cieplnej. Badania przeprowadzono dla 6 rodzajów próbek cylindrycznych wykonanych z żeliwa i poddanych hartowaniu izotermicznemu w temperaturze 320, 370 i 400°C w czasie 30 i 180 minut. Dla każdego rodzaju materiału pobrano po dwie próbki, a następnie poddano je uderzeniowemu testowi Taylor'a. Próbki te, po uderzeniu w nieodkształcalną, sztywną płytę zostały czołowo zdeformowane. Wykonano szereg badań materiałowych, stwierdzając znaczne zwiększenie twardości w części odkształconej materiału. Dotyczyło to zwłaszcza żeliwa hartowanego izotermicznie w temperaturach: 370 i 400°C. Wyznaczono również przyrost fazy ferromagnetycznej w strefie odkształconej próbki, co może świadczyć o zachodzeniu przemiany martenzytycznej w mikrostrukturze zawierającej niestabilny mechanicznie austenit. Stwierdzono również obecność znacznej ilości zdeformowanego grafitu, który był wyznacznikiem zachodzenia procesu deformacji próbek. Stwierdzono dużą plastyczność żeliwa oraz jego wysoką odporność na dynamiczne obciążenia, zwłaszcza dla gatunków hartowanych izotermicznie w temperaturze 370°C.
Uderzeniowy test Taylora jest jedną z najbardziej popularnych technik badawczych. Umożliwia on wyznaczanie charakterystyk mechanicznych materiałów w warunkach deformacji plastycznych zachodzących z szybkościami odkształcenia obejmującymi zakres od 103 do 104 s-1. Test ten w pierwotnej postaci, zaproponowanej przez Taylora w 1948 roku, polega na wystrzeleniu cylindrycznego pocisku wykonanego z materiału badanego do twardej i masywnej tarczy w celu wywołania deformacji plastycznej w jej czołowej części. W trakcie testu rejestrowana jest prędkość zderzenia, natomiast po teście wykonywane są pomiary kształtu próbki. Na podstawie tak otrzymanych danych doświadczalnych możliwe jest oszacowanie wartości dynamicznej granicy plastyczności Y za pomocą równania przedstawionego na rys.1.
Przedstawiony artykuł jest poświęcony komputerowym badaniom deformacji próbki osiowo symetrycznej w zderzeniowym teście Taylora. Badania te zostały wykonane w celu przebadania wrażliwości numerycznego modelu zaproponowanego do opisu zjawiska testu Taylora. Podczas tych badań numerycznych rozpatrzono kilka rodzajów najczęściej wykorzystywanych siatek MES-owych. Badania te miały na celu przebadanie jak poszczególny rodzaj siatki wpływa na uzyskiwane wyniki. Kolejny krok, jaki zrealizowano, to porównano uzyskane wyniki z wynikami z badań laboratoryjnych.
EN
The investigation describes on these pages presents results of numeric analysis Taylor test. To these analyses were used commercial computer programs ANSYS 12.1. Numeric experiments were made to test mesh grid which was used to describe virtual models. Mesh grid is very important to get good issue on analysis, so it was necessary to investigate what kind of mesh is perfect. Results of these analysis were compare each other and with results of laboratory experiments. All analyses were made on copper.
This paper presents the methods of testing the materials subjected to static and dynamic tensile tests, presented for 10GHMBA - E620 bainitic steel. The tests were conducted on the MTS 810.12 universal strength testing machine, a rotary hammer, a station especially designed for the conditions required for the Taylor test, an equipped ballistic pendulum and high-speed digital camera Phantom v12. The data collected in the tests are necessary for strength calculations of these constructions. The calculations are performed with the use of numerical methods and computing techniques, including constitutive equations for the performance description of a given material. Specific parameters and material constant values for the missile and the shield are accounted for in the equations. The parameters and constant values are either determined in experiments or 'selected', which is a significant issue in the case of high deformation speed. The final section presents examples of numerical simulations which enable the analysis of quick change processes which occur when a construction is subjected to strains due to strike with an object moving at a high speed, such as a 12.7 mm calibre missile moving at approx. 1000 ms-1. The knowledge of mechanical properties of materials is crucial in designing constructions exposed to direct fire and other dynamic effects. The results are presented in the form of charts and graphs.
W pracy przedstawiono wyniki dynamicznych badań wytrzymałościowych spieków na osnowie wolframowej (stanowiących materiał konstrukcyjny penetratorów pocisków APFSDS-T) metodą testu Taylora. Na podstawie otrzymanych eksperymentalnych wyników badań dynamicznych stwierdzono, że w obliczeniach numerycznych można stosować wartości dynamicznej granicy plastyczności materiału penetratora w zakresie 2100-3000 MPa.
EN
In this paper, we present the estimation of yield stress in tungsten rods at high strain-rates using Taylor's impact. The results of this test showed that the yield stress in tungsten rods achieved 2100-3200 MPa for the impact velocity of about 130-150 m/s. The experimental results will be used for computer analyses of the armour penetration process by tungsten penetrators.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.