Self-organization of adiabatic shear bands in OFHC copper and HY-100 steel

Abstract

In this paper we study the self-organization process of adiabatic shear bands in OFHC copper and HY-100 steel taking into account strain hardening factor. Starting from mathematical model we present new numerical approach, which is based on Courant -Isaacson -Rees scheme that allows one to simulate fully localized plastic flow. To prove accuracy and efficiency of our method we give solutions of two benchmark problems. Next we apply the proposed method to investigate such quantitative characteristics of self-organization process of ASB as average stress, temperature, localization time and distance between ASB. Then we compare the obtained results with theoretical predictions by other authors.

Numerical Simulation of Adiabatic Shear Bands Formation in Composites

“…Численное решение задачи (1)- (5) строится аналогично алгоритму, предложен-ному в работе [17], с некоторой модификацией. На первом этапе решается меха-ническая часть задачи, т.е.…”

“…Скорость пластической деформации определяется из закона пластической текуче-сти (4), а величина деформации вычисляется при помощи метода трапеций, путем интегрирования величиныε p по времени. В свою очередь, величина деформацион-ного упрочнения ψ рассчитывается при помощи метода Рунге-Кутта [17]. Второй этап решения задачи (1)-(5) заключается в определении температуры образца.…”

“…Верификация разработанного численного алгоритма строилась на основе реше-ния трех тестовых задач [14,15,17,18]. В первой задаче исследуется формирование одиночной полосы адиабатического сдвига в центре стального бруса без учета про-цесса деформационного упрочнения.…”

“…Вторая задача заключается в исследовании влияния деформационного упрочнения на процесс формирования полосы сдвига в образце, изготовленном из бескислородной меди. Третья задача состоит в исследова-нии процесса самоорганизации полос адиабатичсекого сдвига в медных и стальных образцах [17]. Во всех трех случаях разработанный алгоритм иллюстрирует свою работоспособность, а полученные результаты полностью согласуются с результата-ми, полученными в [14,15,17,18].…”

“…Авторы показали, что в процессе нагружения образуются несколько полос сдвига, число которых увеличивается с ростом начальной скорости деформации. Помимо экспериментальных работ, данное явление интенсивно изуча-ется с использованием теоретических подходов [14][15][16][17][18]. Однако отметим, что подав-ляющее большинство данных работ сконцентрировано на исселедовании процессов формирования ПАС в определенному материале.…”