The structure of adiabatic shear bands in a titanium alloy

Timothy, S. P.; Hutchings, I.M.

doi:10.1016/0001-6160(85)90030-6

Cited by 153 publications

(78 citation statements)

References 23 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Although many materials seem to behave accordingly, the basic mechanism which causes this softening is still unresolved. Recent work on the subject is focused on the basic physics behind this process, as can be found in [2][3][4][5], for example. These works emphasize the link between adiabatic shearing and ductile fracture by the coalescence of microvoids, since the shear zones act as precursor sites for eventual failure by cracks (see [2]).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Recent work on the subject is focused on the basic physics behind this process, as can be found in [2-5], for example. These works emphasize the link between adiabatic shearing and ductile fracture by the coalescence of microvoids, since the shear zones act as precursor sites for eventual failure by cracks (see [2]). GIOVANOLA [3,4] conducted a careful experimental study on 4340 steel specimens, in order to follow the evolution of strain localization and failure which he finds to proceed in two stages.…”

mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

The effect of specimen dimensions on the propensity to adiabatic shear failure in Kolsky bar experiments

Rosenberg

Ashuach

Kreif³

2010

Matéria (Rio J.)

View full text Add to dashboard Cite

The issue of adiabatic shearing is discussed in this work and a new interpretation is given to some failure phenomena which are usually termed as adiabatic shears. We propose that only a few materials undergo a truly inherent failure which is due to thermal softening at the shearing zone and that the interplay between microvoids, cracks and narrow shear bands should be taken into account through the temperature rise at the front of advancing cracks. Also, the size of the plastic zone ahead of a crack plays an important role in determining the brittleness of a given specimen and should be taken into account when specimens of different sizes are tested. Experimental results for several alloys in the Kolsky bar system support our approach.Keywords: Kolsky bar, SHPB, adiabatic shear banding. INTRODUCTIONAdiabatic shear banding is one of the major failure mechanisms of solids subjected to high rate loading. Extensive research on this subject has been conducted over the past 50 years, both experimentally and theoretically, much of which is summarized in BAI and DODD [1]. The most common explanation of this dynamic instability is based on the competing tendencies of the solid to strengthen at high strains (and strain rates) and, on the other hand, to soften with the temperature increase under adiabatic loading conditions. Although many materials seem to behave accordingly, the basic mechanism which causes this softening is still unresolved. Recent work on the subject is focused on the basic physics behind this process, as can be found in [2-5], for example. These works emphasize the link between adiabatic shearing and ductile fracture by the coalescence of microvoids, since the shear zones act as precursor sites for eventual failure by cracks (see [2]). GIOVANOLA [3,4] conducted a careful experimental study on 4340 steel specimens, in order to follow the evolution of strain localization and failure which he finds to proceed in two stages. He found that the first stage of localization (deformed bands) results in the formation of local perturbations for the strain field, such as machining marks. These perturbations grow as a result of the imbalance between strain hardening and thermal softening. In the second stage, softening is due to the nucleation and growth of microvoids, leading to the shear fracture within the band. GIOVANOLA [3,4] suggested that this process can take place under other conditions, including quasi-static loading. He also emphasized the role of the compressive stress which acts on the shear plane to reduce the microvoid nucleation process.FLOCKHART et al.[5] used numerical simulations to follow the shear band in dynamically compressed specimen, by analyzing the loci of velocity discontinuities within the specimen. They also claim that "the distinction between shear fracture and adiabatic shear failure is not clear", and that "material susceptibility to adiabatic shear alone does not guarantee that failure occurs by this mechanism, as shear fracture may intervene". This interplay between shear...

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

mentioning

confidence: 99%

The effect of specimen dimensions on the propensity to adiabatic shear failure in Kolsky bar experiments

Rosenberg

Ashuach

Kreif³

2010

Matéria (Rio J.)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Доказательством высокой температуры внутри полос адиабатического сдвига авторы [15] считают наличие пор (полости округлой формы). Заметим, что в сжатом материале поры или трещины возникать не могут из-за стесненности, сжатие как раз используется для залечи-вания несплошностей.…”

Section: о температуре в полосах локализованной деформацииunclassified

“…Заметим, что в сжатом материале поры или трещины возникать не могут из-за стесненности, сжатие как раз используется для залечи-вания несплошностей. Другим доказательством высокой температуры внутри полосы сдвига авторы [15] считают наличие ступенек на поверхности кратера, от которых идут узкие полосы сдвига. При ударе массивного шара в экспериментах [15] причиной образования ступенек на поверхности кратера является периодический выход ударной волны на свободную поверхность перед грани-цей контакта, когда скорость перемещения последней становится дозвуковой.…”

Section: о температуре в полосах локализованной деформацииunclassified

“…Другим доказательством высокой температуры внутри полосы сдвига авторы [15] считают наличие ступенек на поверхности кратера, от которых идут узкие полосы сдвига. При ударе массивного шара в экспериментах [15] причиной образования ступенек на поверхности кратера является периодический выход ударной волны на свободную поверхность перед грани-цей контакта, когда скорость перемещения последней становится дозвуковой. Последующее ударное воздей-ствие шара на выступ приводит к образованию тонкой полосы адиабатического сдвига.…”

Section: о температуре в полосах локализованной деформацииunclassified

See 1 more Smart Citation

Эффект Самозалечивания Откольной Повреждаемости

Buravova¹

2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Эффект самозалечивания обнаружен при изучении микроструктуры полос локализованной деформации. Показано, что из матричного материала в зону растущей откольной повреждаемости мигрируют элементы внедрения (О, С) и частицы легирующей фазы. При рассмотрении волновой картины процесса локализации установлено, что формирование полос локализованной деформации сопровождается процессом ревербе-рации, который характеризуется образованием периодически повторяющихся циклов сжатие−растяжение. Слабое затухание реверберации приводит к увеличению длительности импульсного деформирования образца на 2−3 порядка по сравнению с временем начального импульса сжатия. DOI: 10.21883/JTF.2017.10.44994.1927 ВведениеПолосы локализованной деформации являются пред-вестником разрушения, отсюда и большой интерес к проблеме залечивания растущей повреждаемости. Воз-действие ударной волны на искусственно созданные поры, трещины, полости позволяет выявить процессы, сопутствующие залечиванию. Установлено, что матери-ал вблизи верхушки коллапсирующей поры сильно де-формируется [1], степень деформации может превышать 300% при суммарной аксиальной укороченности образца в 10%. Характерно, что схлопывание поры сопровожда-ется образованием трещины в направлении нормальном к приложенному сжатию. Интересный результат обна-ружен в [2], -оказалось, что критическое напряжение, при достижении которого начинается процесс залечива-ния, одно и то же как для статического, так и динами-ческого сжатия, и составляет ∼ 100 MPa. Залечивание пор малого размера сопровождается образованием сдви-говых полос, длина которых возрастает с ростом ампли-туды сжатия. При статическом сжатии такие полосы не наблюдаются, и пластическая деформация в этих усло-виях проходит гомогенно. Нагружение трещины ударной волной сопровождается образованием полос адиабати-ческого сдвига и вторичных микротрещин в местах локализованного течения у краев трещины, при этом размер трещины уменьшается в направлении распро-странения ударной волны [3]. В металлах с вязким типом течения (медь, тантал) при компактировании цилин-дрических каналов возникают полосы локализованного сдвига вблизи искусственной полости, в то время как для металлов с хрупким типом течения (титан) наблюдается выкрашивание в зоне сдвиговой деформации [4].Многочисленные исследования микроструктуры по-лос локализованной деформации характеризуются вы-соким уровнем описания изменений, происходящих с материалом при взрывном воздействии. Однако причи-ны их вызывающие остаются неизвестными, поскольку исследования проводят на сохраненных образцах после импульсного воздействия без учета формирования струк-туры в процессе деформирования. На невозможность установления причин изменения структуры обратил вни-мание Декарли более 30 лет назад [5]. Недавно Майерс в статье о динамической рекристаллизации [6] подтвердил, что такая ситуация будет сохраняться до тех пор, пока не будет создано оборудование, позволяющее изучать изменение структуры в процессе деформирования.Настоящая работа посвящена исследованию процес-сов, сопровождающих формирование поло...

show abstract

Structure of the Materials Loaded Using Explosion Systems with High‐Modulus Components

2019

Explosion Systems With Inert High‐Modulus Components

View full text Add to dashboard Cite

The structure of adiabatic shear bands in a titanium alloy

Cited by 153 publications

References 23 publications

The effect of specimen dimensions on the propensity to adiabatic shear failure in Kolsky bar experiments

The effect of specimen dimensions on the propensity to adiabatic shear failure in Kolsky bar experiments

Эффект Самозалечивания Откольной Повреждаемости

Structure of the Materials Loaded Using Explosion Systems with High‐Modulus Components

Contact Info

Product

Resources

About