МОДЕЛЮВАННЯ ПОШКОДЖУВАНОСТІ МАТЕРІАЛУ ПРИ ЦИКЛІЧНОМУ ПРУЖНО-ПЛАСТИЧНОМУ ДЕФОРМУВАННІ

Заголовок (російською): 
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОВРЕЖДАЕМОСТИ МАТЕРИАЛА ПРИ ЦИКЛИЧЕСКОМ УПРУГОПЛАСТИЧЕСКОМ ДЕФОРМИРОВАНИИ
Заголовок (англійською): 
MODELING OF MATERIAL DAMAGE AT CYCLIC ELASTIC-PLASTIC DEFORMATION
Автор(и): 
Львов Г.І., Окороков В.О.
Автор(и) (англ): 
Lvov G.I., Okorokov V.O.
Ключові слова (укр): 
ефект Баушингера, пошкоджуваність матеріалу, експеримент на розтягування-стискання, нелінійне кінематичне зміцнення
Ключові слова (рус): 
эффект Баушингера, повреждаемость материала, эксперимент на растяжение-сжатие, нелинейное кинематическое упрочнение
Ключові слова (англ): 
the Bauschinger effect, material damage, tension-compression test, nonlinear kinematic hardening
Анотація (укр): 
Стаття присвячена моделюванню ефекту Баушингера і пошкоджуваності матеріалу, які виникають внаслідок пружно-пластичного деформування матеріалу. Представлені результати проведених серій тестів на циклічне розтягування-стискання плоских зразків, виготовлених з алюмінієвого сплаву Д16. За результатами експериментальних даних була розроблена математична модель пластичності, в яку вводиться параметр пошкоджуваності згідно з концепцією ефективних напружень.
Анотація (рус): 
В статье рассматривается моделирование эффекта Баушингера и повреждаемости материала, которые возникают при упругопластическом деформировании. Представлены результаты проведенных серий испытаний на циклическое растяжение-сжатие плоских образцов, изготовленных из алюминиевого сплава Д16. По результатам экспериментальных данных была разработана математическая модель пластичности, в которую вводится параметр повреждаемости согласно концепции эффективных напряжений.
Анотація (англ): 
The paper is devoted to modeling of the Bauschinger effect and material damage which occur at elastic-plastic deformation. The series of cyclic tension-compression tests of flat samples made from aluminum alloy D16 were conducted. Based on the experimental data a mathematical model of plasticity is developed. Damage parameter is introduced according to effective stress conception.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2015, номер 94
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2015, issue 94
Мова статті: 
Українська
Права: 
Автори передають журналу право першої публікації на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC-SA.
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
17-94.pdf
Дата публікації: 
02 Январь 2016
Номер збірника: 
94
Університет автора: 
Національний Технічний Університет «Харківський Політехнічний Інститут»
Литература: 
  1. Hill, R. The Mathematical Theory of Plasticity. — 1950. — Oxford, 451с.
  2. Mroz Z. On the description of anisotropic work hardening. — Journal of the Mechanics and Physics of Solids. —1964. —Vol.15. —P. 163—175
  3. Prager W.  A new method of analyzing stresses and strains in work hardening plastic solids. —Journal of Applied Mechanics. —1956. —Vol.23. —P. 493—496
  4. Dafalias Y. F., Popov E. P. Plastic internal variables formalism of cyclic plasticity. — Journal of Applied Mechanics.—1976. —Vol.43. —P. 645—650
  5. Armstrong P. J., Frederick C. O. A mathematical representation of the multiaxial Bauschinger effect. — G.E.G.B. Report RD/B/N.—1966. —P. 731—747
  6. Chaboche J. L. Time-independent constitutive theories for cyclic plasticity. — International Journal of Plasticity. —1986. —Vol.2. —P.149—188
  7. Helling D. E., Miller A. K.  The Incorporation of Yield Surface Distortion into a Unified Constitutive Model, Part 1: Equation Development. — Acta Mechanica. —1987. — Vol. 69. —P.9—23
  8. Rokhgireh H., Nayebi A.  A new yield surface distortion model based on Baltov and Sawczuk’s model. —2013. —Vol.224. —P.1457—1469.
  9. Ortiz M., Popov E.P. Directional hardening rules for metal plasticity. — Journal of Engineering Mechanics. —1983. —Vol.109. —P.1042—1057.
  10. Eisenberg M.A., Yen C.F. The role of a loading surface in viscoplasticty theory. — Acta Mechanica. —1987. —Vol. 69. —P.77—96.
  11. Rees D.W.A. An examination of yield surface distortion and translation. — Acta Mechanica. —1984. —Vol. 52. —P.15—40.
  12.  Baltov A., Sawczuk A. A rule of anisotropic hardening. ‑ Acta Mechanica. ‑1965. ‑ Vol. 1. ‑P.81‑92.
  13.  Parker A. P., Troiano E., Underwood J. H., Mossey C. Characterization of steels using a revised kinematic hardening model incorporating Bauschinger effect. — Journal of Pressure Vessel Technology. —2003. — Vol. 125. —P. 277-281.
  14. Aliakbari K., Farhangdoost K.  The Investigation of Modeling Material Behavior in Autofrettaged Tubes Made from Aluminium Alloys. — International Journal of Engineering. —2014. —Vol. 27. —P. 803-810.
  15. Puskar A. A Correlation among Elastic Modulus Defect, Plastic Strain and Fatigue Life of Metals. — Material Science Forum. —1993. — P.455–460.
  16. Баженов В., Гуляр О., Пискунов С. Моделювання континуального руйнування просторових тіл в умовах тривалого статичного і циклічного навантаження. — Вісник ТНТУ. — 2013. — Том 72. — № 4. — С.108-117.
  17. Пискунов С.О., Гуляр О.І., Мицюк С.В. Огляд співвідношень континуальної механіки руйнування для опису процесів повзучості і втоми. — Опір матеріалів і теорія споруд. — - 2013. - Вип. 91. - С. 32-41.
  18. Khan A.S., Chen X., Abdel-Karim M. Cyclic multiaxial and shear finite deformation response of OFHC: Part I, experimental results. — International Journal of Plasticity. —2007. —Vol. 23. —P.1285–1306.
  19. Kurtyka T., Zyczkowski M. Evolution equations for distortional plastic hardening. — International Journal of Plasticity. —1996. —Vol. 12. —P.191–213.
  20. Badnava H., Pezeshki S. M., Fallah K. Determination of combined hardening material parameters under strain controlled cyclic loading by using the genetic algorithm method. — Journal of Mechanical Science and Technology. —2012. —Vol.26. —P.3067-3072.
  21. Franulovic M., Basan R., Krizan B. Kinematic Hardening Parameters Identification with Respect to Objective Function. —International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial and Mechatronics Engineering. —2014. — Vol. 8. —N. 4. —P. 677-681.
  22. Szeliga D., Gawad J., Pietrzyk M., Parameter Identification of Material Model Based on the Inverse Analysis. —International Journal of Applying Mathematics and Computational Science. —2004. — Vol 14. —P.549-556.
 
References: 
  1. Hill, R. The Mathematical Theory of Plasticity, 1950, Oxford, 451с.
  2. Mroz Z. On the description of anisotropic work hardening. Journal of the Mechanics and Physics of Solids,1964, Vol.15, P. 163—175.
  3. Prager W.  A new method of analyzing stresses and strains in work hardening plastic solids. Journal of Applied Mechanics, 1956, Vol.23, P. 493—496.
  4. Dafalias Y. F., Popov E. P. Plastic internal variables formalism of cyclic plasticity. Journal of Applied Mechanics, 1976, Vol.43, P. 645—650.
  5. Armstrong P. J., Frederick C. O. A mathematical representation of the multiaxial Bauschinger effect.  G.E.G.B. Report RD/B/N, 1966, P. 731—747.
  6. Chaboche J. L. Time-independent constitutive theories for cyclic plasticity.  International Journal of Plasticity, 1986, Vol.2, P.149—188.
  7. Helling D. E., Miller A. K.  The Incorporation of Yield Surface Distortion into a Unified Constitutive Model, Part 1: Equation Development.  Acta Mechanica, 1987, Vol. 69, P.9—23.
  8. Rokhgireh H., Nayebi A. A new yield surface distortion model based on Baltov and Sawczuk’s model, 2013, Vol.224, P.1457—1469.
  9. Ortiz M., Popov E.P. Directional hardening rules for metal plasticity.  Journal of Engineering Mechanics, 1983, Vol.109, P.1042—1057.
  10. Eisenberg M.A., Yen C.F. The role of a loading surface in viscoplasticty theory. Acta Mechanica, 1987, Vol. 69, P.77—96.
  11. Rees D.W.A. An examination of yield surface distortion and translation. Acta Mechanica, 1984, Vol. 52, P.15—40.
  12.  Baltov A., Sawczuk A. A rule of anisotropic hardening. Acta Mechanica, 1965, Vol.1, P.81—92
  13.  Parker A. P., Troiano E., Underwood J. H., Mossey C. Characterization of steels using a revised kinematic hardening model incorporating Bauschinger effect.  Journal of Pressure Vessel Technology, 2003, Vol. 125, P. 277-281.
  14. Aliakbari K., Farhangdoost K.  The Investigation of Modeling Material Behavior in Autofrettaged Tubes Made from Aluminium Alloys. International Journal of Engineering, 2014, Vol. 27, P. 803-810.
  15. Puskar A. A Correlation among Elastic Modulus Defect, Plastic Strain and Fatigue Life of Metals. Material Science Forum, 1993, P.455–460.
  16. Bazhenov V., Gulyar O., Pyskunov S. Modelyuvannya kontynual`nogo rujnuvannya prostorovyh til v umovax tryvalogo statychnogo i cyklichnogo navantazhennya (Modeling of continuum failure of the volumetric solids under long-term static and cyclic load).  Visnyk TNTU,  2013,  Vol 72,  № 4,  P.108-117.
  17.  Pyskunov S.O., Gulyar O.I., Mycyuk S.V. Oglyad spivvidnoshen` kontynual`noyi mexaniky rujnuvannya dlya opysu procesiv povzuchosti i vtomy (Review of continuum damage mechanics relations intended for describing of creep and fatigue processes).  Visnyk TNTU, 2013,  Vol 72, № 4,  P.108-117.
  18. Khan A.S., Chen X., Abdel-Karim M. Cyclic multiaxial and shear finite deformation response of OFHC: Part I, experimental results.  International Journal of Plasticity, 2007, Vol. 23, P.1285–1306.
  19. Kurtyka T., Zyczkowski M. Evolution equations for distortional plastic hardening.  International Journal of Plasticity, 1996, Vol. 12, P.191–213.
  20. Badnava H., Pezeshki S. M., Fallah K. Determination of combined hardening material parameters under strain controlled cyclic loading by using the genetic algorithm method.  Journal of Mechanical Science and Technology, 2012, Vol.26, P.3067-3072.
  21. Franulovic M., Basan R., Krizan B. Kinematic Hardening Parameters Identification with Respect to Objective Function. International Journal of Mechanical, Aerospace, Industrial and Mechatronics Engineering, 2014, Vol. 8, N. 4, P. 677-681.
  22. Szeliga D., Gawad J., Pietrzyk M., Parameter Identification of Material Model Based on the Inverse Analysis. International Journal of Applying Mathematics and Computational Science, 2004, Vol 14, P.549-556.