Doświadczalne Metody Wyznaczania Dynamicznych Charakterystyk Umocnienia Materiałów w Stanie Plastycznym
Obecnie istnieje wiele metod badawczych wyznaczania dynamicznych charakterystyk umocnienia metali i innych materiałów plastycznych przy dużych prędkościach deformacji. W pracy przedstawiono opis i analizę dwóch metod, które można uznać za podstawowe, mianowicie dynamiczne rozpęczanie próbek pierścieniowych oraz technikę zmodyfikowanego pręta Hopkinsona, gdzie stosuje się ściskanie krótkich walcowych próbek. W pierwszej metodzie omówiono jej poszczególne odmiany, w szczególności wykorzystujące silne pole magnetyczne oraz materiały wybuchowe. W przypadku zmodyfikowanego pręta Hopkinsona przedstawiono różne możliwości pomiarowe. Dla każdej z metod podano podstawowe zależności opisujące proces deformacji i służące do analizy wyników ilustrując je przykładami doświadczalnymi. Przedyskutowano również podstawowe wady i zalety każdej z nich.
References
P. C. JOHNSON, B. A. STEIN and R. S. DAVIS, Basic parameters of metal behaviour under high
rate forming, Final Report WAL TR 1112/20-6, Arthur D. Little Corporation 1962.
F. I. NIORDSON, A unit for testing materials at high strain rates, Experimental Mechanics, 5, 1, 29, 1965.
C. R. HOGGAT and R. F. RECHT, Stress-strain data obtained at high rates using an expanding ring, Experimental Mechanics, 9, 10, 441, 1969.
M. J. FORRESTAL and H. C. WALLING, Axisymmetria plastic respons of rings to short-duration pressure pulses, AIAA Journal, 10, 10, 1382, 1972.
H. C. WALLING and M.J. FORRESTAL, Elastic-plastic expansion of 6061-T6 aluminium rings, AIAA Journal, 11, 8, 1196, 1973.
R. BEALING, Impulse loading of circular rings, Experimental Mechanics, Proc. of the 11th Annual symposium, Univ. of New Mexico, 15, 1971.
H. C. WALLING, M.J. TUCKER and W. K. TUCKER, An experimental method for impulsively loading ring structures, International J. Solids and Structures, 8, 6, 825, 1972.
C. R. HOGGAT, W.R. ORR and R. F. RECHT, The use of an expanding ring for determining tensile stress-strain relationships ds functions of strain rate, The First International Conference of the Center for High Energy Forming, Estes Park 1967.
D. S. CLARK and P. E. DUWEZ, The influence of strain rate on some tensile properties of steel, Proc. ASTM, 50, 560, 1950.
J. E. SMITH, Tension tests of metals at strain rates up to 200 sec-1, Materials Research and Standarts, 9, 1963.
D. S. CLARK and D. S. WOOD, The tensile impact properties of some metals and alloys, Trans. ASM, 42, 1950.
A. L. AUSTIN and R. F. STEIDEE, A method for determining the tensile properties of metals of high rates of strain, Proc. SESA, 17, 99, 1959.
L. M. BARKER and R. E. HOLLENBACH, Interferometer technique for measuring the dynamic mechanical properties of materials, Rev. Sci. Instrum., 36, 11, 1617, 1965.
J. KLEPACZKO, M. KORZUN, Metody pomiaru prędkości masowych na czole fali uderzeniowej z wykorzystaniem laserów, Biul. WAT, 19, 11, 113, 1970.
P. J. A. FULLER and J. H. PRICE, Dynamic stress-strain release paths for aluminium and magnesium measured to 200 k Bar, Brit, J. Appl. Phys., Ser. 2, 2,2, 1969.
H. KOLSKY, An investigation of the mechanical properties of materials at very high rates of loading, Proc. Phys. Soc., B62, 676, 1949.
B. HOPKINSON, A method of measuring the pressure produced in the detonation of high explosive or by the impact of bullets, Phil. Trans., A213, 437, 1914.
R. M. DAVIES, A cristal study of the Hopkinson pressure bar, Phil. Trans., A240, 375, 1948.
E. D. H. DAVIES and S. C. HUNTER, The dynamic compression testing of solids by the method of the split Hopkinson pressure bar, J. Mech. Phys. of Solids, 11, 155, 1963.
H. S. LINDHOLM, High strain rates, Technique of: Metals Research, Part 1, Measurements of Mechanical Properties, Interscience Publ., 1971.
J. KLEPACZKO, Zmodyfikowany pręt Hopkinsona, Mech. Teor. i stos., 9, 4, 479, 1971.
K. S. LINDHOLM, Some experiments with the split Hopkinson pressure bar, J. Mech. Phys. of Solids, 12, 6, 317, 1964.
W. E. JAHSMAN, Reexamination of the Kolsky technique for measuring dynamic material behaviour, J. Appl. Mech., 38, 75, 1971.
L. D. BERTHOLF, Feasibility of two-dimensional numerical analysis of the split-Hopkinson pressure bar system, J. Appl. Mech., 41, 137, 1974.
L. D. BERTHOLF and C. H. KARNES, Two-dimensional analysis of the split Hopkinson pressure bar system, J. Mech. Phys. of Solids, 23, 1, 1, 1975.
Y. C. T. YEUNG, WGE KONG, B. PARSONS and B. N. COLE, The dispersive behaviour of a Hopkinson pressure bar in material property tests, Proc. Conf. Inst. Phys., Ser 21, Oxford 1974.
Z. MALINOWSKI, J. KLEPACZKO, Szacowanie współczynnika tarcia na czołach ściskanej plastycznie próbki walcowej, Mech. teor. i stos., 10, 4, 561, 1972.
J. KLEPACZKO, Lateral inertia corrections in impact experiments, IPPT Reports, 17, 1969.
K. S. LINDHOLM, L. M. YEAKLEY, High strain-rate testing: tension and compression, Experimental Mechanics, 8, 1, 1968.
J. DUFFY, J. D. CAMPBELL, R. H. HAWLEY, On the use of torsional split Hopkinson bar to study rate effects in 1100-0 aluminium, J. Appl. Mech., 38, 83, 1971.