A modified Johnson-Cook model for strain rates ranging from 10-3to 105s-1

Couque, H.; Boulanger, R.; Bornet, F.

doi:10.1051/jp4:2006134015

Cited by 21 publications

(22 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…High strain rate compression tests were performed with a conventional testing machine Kolsky-Hopkinson pressure bars, and a direct impact Hopkinson pressure bar as to identify the thermally activated and viscous regimes. The tests were conducted with specimens 9 mm in diameter and 5 mm in height, following a procedure conducted by the author on nickel [4]. Figure 7 shows the flow stresses at a plastic deformation of 0.01 as a function of strain rate for the W alloys and the steel.…”

Section: Mechanical Resultsmentioning

confidence: 99%

The influence of the dynamic loading rate on tensile failure properties of metallic materials

Couque

2012

EPJ Web of Conferences

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. The influence of the dynamic loading rate on the tensile failure properties of a series of tungsten alloys and an austenitic stainless steel were investigated by evaluating the flexural strength with unnotched and notched Charpy specimens. These data were generated with a newly developed Hopkinson pressure bar technique. The technique consists in impacting with a striker, at velocities ranging from 25 to 160 m/s, a round bar specimen placed against two incident Hopkinson pressure bars. Through the recording of the striker velocity before and after impact, failure energy is deduced. At impact velocities greater than 30 m/s, the results reveal a surprising increase of the Charpy energy with the increase of the impact velocity for both types of metallic materials. The results have been interpreted through numerical simulations of the Charpy test, the dependence of the material flow stress with the strain rate, and observations of the failure mechanisms. It was found that at impact velocities greater than 30 m/s, tangential strain rates exceed 3000 s −1 at the failure initiation site of the Charpy specimen. These strain rates are within the strain rate regime where strengthening occurred due to the viscous behaviour of the dislocations. Data generated with moderate stress concentration using notched round bar Charpy specimens indicate that the strengthening occurring at high strain rates continues to pilot the tensile failure processes.

show abstract

Section: Mechanical Resultsmentioning

confidence: 99%

The influence of the dynamic loading rate on tensile failure properties of metallic materials

Couque

2012

EPJ Web of Conferences

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Новые эксперементальные данные по динамическому пределу текучести показали, что существующие модели не всегда описывают его поведение на более высоких скоростях деформации. Примером является неприменимость фор-мулы для предела текучести в рамках классической модели Джонсона-Кука [3,4] на высоких скоростях де-формации 10 3 s −1 и формулировка ее модификации [8], способной описывать поведение динамического предела текучести в широком диапазоне скоростей деформации. Таким образом, формулировка модифицированных моде-лей Huh-Kang [9], Tuazon [10], Couque [8], Eyring [11] с дополнительными эмпирическими параметрами позво-ляет численно решить проблему описания наблюдаемых динамических эффектов пластичности.…”

Section: Introductionunclassified

“…Примером является неприменимость фор-мулы для предела текучести в рамках классической модели Джонсона-Кука [3,4] на высоких скоростях де-формации 10 3 s −1 и формулировка ее модификации [8], способной описывать поведение динамического предела текучести в широком диапазоне скоростей деформации. Таким образом, формулировка модифицированных моде-лей Huh-Kang [9], Tuazon [10], Couque [8], Eyring [11] с дополнительными эмпирическими параметрами позво-ляет численно решить проблему описания наблюдаемых динамических эффектов пластичности. При этом каж-дый из новых параметров модифицированных моделей обычно трудно связать с физической природой динами-ки пластического деформирования, так как вводимые параметры только условно описывают нелинейность процесса и являются эмпирическими.…”

Section: Introductionunclassified

“…В качестве эмпирической модели, модель Cowper-Symonds является наиболее предпочтительной относительно модифицированной модели Джонсона-Кука [8] при определении предела текучести в началь-ный момент пластического деформирования, так как ее параметры не зависят от скорости деформации. Сравне-ние структурно-временного подхода с известными чис-ленными моделями позволяет установить диапазон до-пустимых значений параметров эмпирических моделей.…”

Section: Introductionunclassified

See 1 more Smart Citation

Прогнозирование Динамического Предела Текучести Металлов С Помощью Двух Структурно-Временных Параметров

Селютина¹,

Петров²

2018

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

На основе критерия инкубационного времени текучести и эмпирических моделей Джонсона-Кука и Cowper-Symonds исследуется поведение предела текучести стали и ряда алюминиевых сплавов в широком диапазоне скоростей деформации. В работе выведены выражения для параметров эмпирических моделей через характеристики критерия инкубационного времени текучести и получено удовлетворительное соответ-ствие при их сравнении с экспериментальными данными. Показано, что параметры эмпирических моделей могут зависеть от некоторой скорости деформации. Независимость характеристик критерия инкубационного времени текучести от истории нагружения и их связь со структурно-временными особенностями процесса пластического деформирования дает преимущество подхода, базирующегося на понятии инкубационного времени, относительно эмпирических моделей, а также эффективную и удобную формулу для определения предела текучести в более широком диапазоне скоростей деформаций. ВведениеРазвитие пластической деформации в металлах при высокоскоростном нагружении напрямую зависит от уровня приложенной нагрузки. Наблюдаемые на практи-ке динамические эффекты пластичности сложно объяс-нить только в рамках классической теории пластичности (условия минимального критического напряжения, такие как критерии Мизеса и Треска). В частности, это про-является в нестабильном поведении предела текучести в зависимости от скорости деформации. На уровне дефектной структуры металла причиной может являться влияние временного фактора на механизм образования пластической деформации, который существенно отли-чается в условиях динамики от условий статики [1].На данный момент отсутствует феноменологический подход, способный прогнозировать динамические эф-фекты пластического деформирования и одновремен-но обладающий физически обоснованными, не зави-симыми от скорости деформации параметрами мате-риала. Прогнозирование динамических эффектов при пластическом деформировании металлов обычно про-водится с помощью методов численного моделирова-ния. В частности, широко применяются следующие эмпирические модели: Cowper-Symonds с дополнительными эмпирическими параметрами позво-ляет численно решить проблему описания наблюдаемых динамических эффектов пластичности. При этом каж-дый из новых параметров модифицированных моделей обычно трудно связать с физической природой динами-ки пластического деформирования, так как вводимые параметры только условно описывают нелинейность процесса и являются эмпирическими.В работе [12] были получены аналитические вы-ражения для параметров модифицированной модели Джонсона-Кука через характеристики критерия инку-бационного времени текучести [13][14][15][16]. Построенные соотношения выявили зависимость эмпирических пара-метров от скорости деформации, что является суще-ственным недостатком численных моделей.Разрабатываемый структурно-временной подход на ос-нове действия инкубационного времени [13-16] может быть использован в качестве альтернативного подхода для описания временных эффектов при высокоскорост-ном деформировании металлов. Критерий инкубацион-ного времени тек...

show abstract

“…Again for nickel, with a grain size down to 130 nm, the threshold strain rate was found to be invariant. There are several material models describing the upturn of the strength in the 10 3 -10 4 s −1 regimes [11][12][13][14][15][16]. For example, a modification of the strain-rate term in the Johnson-Cook model has been used which includes a power strain-rate component added to the logarithm strainrate term of the classic Johnson-Cook formulation, D(έ/έ 1 ) k , with D and k two constants [11].…”

Section: Thermally Activated and Viscous Regimes Of Body-centred Cubimentioning

confidence: 99%

The use of the direct impact Hopkinson pressure bar technique to describe thermally activated and viscous regimes of metallic materials

Couque

2014

Phil. Trans. R. Soc. A.

View full text Add to dashboard Cite

The influence of strain rate over domains involving the thermal activation and the viscous drag behaviour of the dislocations is discussed. While it is recognized that the Koslky–Hopkinson technique or split Hopkinson pressure bar technique can generate data up to the upper strain-rate limit of the thermal-activated regime, it is necessary to use a direct impact Hopkinson pressure bar technique to access the viscous regime. Data generated with this technique are presented for a series of metals, including steel, nickel, copper and tungsten alloys. The motivation to generate such data is provided through three industrial applications.

show abstract

A modified Johnson-Cook model for strain rates ranging from 10^-3to 10⁵s^-1

Cited by 21 publications

References 0 publications

The influence of the dynamic loading rate on tensile failure properties of metallic materials

The influence of the dynamic loading rate on tensile failure properties of metallic materials

Прогнозирование Динамического Предела Текучести Металлов С Помощью Двух Структурно-Временных Параметров

The use of the direct impact Hopkinson pressure bar technique to describe thermally activated and viscous regimes of metallic materials

Contact Info

Product

Resources

About