Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/37711

Назва: An experimental technique for studying the behavior of high-strength steel under static punching
Інші назви: Розроблення експериментальної методики дослідження поведінки високоміцної сталі при статичному продавлюванні
Автори: Харченко, Валерій Володимирович
Каток, Олег Анатолійович
Кравчук, Роман Васильвич
Кравчук, Андрій Васильвич
Середа, Альона Вікторівна
Kharchenko, Valeriy
Katok, Oleg
Kravchuk, Roman
Kravchuk, Andriy
Sereda, Alyona
Приналежність: Інститут проблем міцності імені Г. С. Писаренка НАН України, Київ, Україна
G. S. Pisarenko Institute for Problems of Strength of the NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine
Бібліографічний опис: An experimental technique for studying the behavior of high-strength steel under static punching / Valeriy Kharchenko, Oleg Katok, Roman Kravchuk, Andriy Kravchuk, Alyona Sereda // Scientific Journal of TNTU. — Tern. : TNTU, 2021. — Vol 103. — No 3. — P. 117–122.
Bibliographic description: Kharchenko V., Katok O., Kravchuk R., Kravchuk A., Sereda A. (2021) An experimental technique for studying the behavior of high-strength steel under static punching. Scientific Journal of TNTU (Tern.), vol. 103, no 3, pp. 117-122.
Є частиною видання: Вісник Тернопільського національного технічного університету, 3 (103), 2021
Scientific Journal of the Ternopil National Technical University, 3 (103), 2021
Журнал/збірник: Вісник Тернопільського національного технічного університету
Випуск/№ : 3
Том: 103
Дата публікації: 19-жов-2021
Дата подання: 15-сер-2021
Дата внесення: 31-бер-2022
Видавництво: ТНТУ
TNTU
Місце видання, проведення: Тернопіль
Ternopil
DOI: https://doi.org/10.33108/visnyk_tntu2021.03.117
УДК: 539.3
Теми: високоміцна сталь
статичне продавлювання
пластинчастий зразок
діаграма продавлювання
плоский пуансон
напівсферичний пуансон
конусний пуансон
high-strength steel
static punching
plate specimen
punching diagram
flat punch
spherical punch
conical punch
Кількість сторінок: 6
Діапазон сторінок: 117-122
Початкова сторінка: 117
Кінцева сторінка: 122
Короткий огляд (реферат): Високоміцні сталі широко використовуються в оборонному й цивільному секторі промисловості. В процесі експлуатації високоміцні та броньовані сталі піддаються екстремальним статичним та динамічним навантаженням. Проведення випробувань зразків матеріалу або повномасштабних конструкцій при таких навантаженнях є дуже складним та дороговартісним процесом. Тому для оцінювання їх міцності в світовій практиці широко використовуються чисельні методи розрахунку. Для визначення параметрів розрахункових моделей в якості експрес-методу доцільно використовувати випробування, які за характером навантаження, деформування та руйнування є подібними до повномасштабних чи стандартних, але які дешевше й легше провести в лабораторних умовах. Однією із важливих властивостей високоміцних сталей є їхня стійкість при пробитті різними типами бронебійних ударників. Тому з метою розроблення розрахункових моделей високоміцних матеріалів, мінімізуючи при цьому об’єм використовуваного матеріалу для виготовлення зразків та спрощуючи процедуру проведення випробувань, в останній час розвиваються такі методи, як випробування на статичне та динамічне продавлювання. В Інституті проблем міцності імені Г. С. Писаренка НАН України було проведено комплекс експериментально-розрахункових досліджень деформування зразків різної конфігурації з високоміцних сталей в умовах як статичного, так і динамічного навантажень, зокрема, процесу продавлювання пластинчастих зразків пуансонами різної форми. В рамках даної роботи розроблено експериментальну методику та устаткування для дослідження поведінки матеріалів при статичному продавлюванні. Проведено випробування пластинчастих зразків із високоміцної сталі на модернізованій сервогідравлічній машині Instron 8802 із використанням трьох типів пуансонів: плоского, напівсферичного та конусного. Встановлено, що найбільш інформативною є діаграма продавлювання зразків напівсферичним пуансоном, а найменш інформативною – діаграма продавлювання конусним пуансоном. При цьому характер руйнування зразків є подібним до результатів полігонних випробувань при пробитті перешкоди бронебійними ударниками. Отримані результати добре узгоджуються з відомими літературними даними і можуть бути використані для валідації результатів, отриманих при чисельному моделюванні.
High-strength steels are widely used in the defense and civil industries. During operation, high-strength and armored steels are subjected to extreme static and dynamic loads. Material specimens or full- scale structures testing at such loads is a very complex and expensive process. Therefore, numerical calculation methods are commonly used to assess their strength. To determine the parameters of these models as an express method, it is reasonable to use tests that are similar in nature of the loading, deformation, and failure to full-scale or standard ones, but which are cheaper and easier to perform in the laboratory conditions. One of the key properties of high-strength steels is their resistance to penetration by various types of armor-piercing strikers. To simplify the testing procedure and minimize materials consumption, static and dynamic punching methods have been developed. A set of experimental and numerical investigations on the deformation of various specimens from high-strength steels has been made under static and dynamic load conditions, in particular, plate specimens punching (punches of different shapes) by the G. S. Pisarenko Institute for Problems of Strength of the NAS of Ukraine. This paper presents the experimental procedure and equipment for the investigation of the materials’ behavior under static punching. High-strength steel plate specimens have been tested on an upgraded servohydraulic machine Instron 8802 using three types of punches: flat, spherical, and conical. It is established that the diagram describing the spherical punching is the most informative, while the diagram showing the conical punching is less informative. The nature of the specimen fracture is consistent with the results of field tests in the barrier penetration by armor-piercing strikers. The obtained results are in good agreement with the known literature data and can be used to validate the results obtained by numerical simulations.
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/37711
ISSN: 2522-4433
Власник авторського права: © Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2021
URL-посилання пов’язаного матеріалу: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2016.05.017
https://doi.org/10.1016/j.msea.2015.05.073
https://doi.org/10.1115/1.3443401
https://doi.org/10.1007/978-1-4613-2880-3_10
https://doi.org/10.1016/0001-6160(84)90213-X
https://doi.org/10.1016/0013-7944(85)90052-9
https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2016.11.017
https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108536
https://doi.org/10.1007/s11223-019-00077-6
Перелік літератури: 1. Iqbal M. A., Senthil K., Sharma P., Gupta N. K. An investigation of the constitutive behavior of Armox 500T steel and armor piercing incendiary projectile material. Int. J. Impact Eng. Vol. 96. 2016. P. 146–164. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2016.05.017
2. Banerjee A., Dhar S., Acharyya S., Datta D., Nayak N., Determination of Johnson cook material and failure model constants and numerical modelling of Charpy impact test of armour steel. Mater. Sci. Eng. A. Vol. 640. 2015. P. 200–209. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2015.05.073
3. Gurson A. L. Continuum theorie of ductile rupture by void nucleation and growth: Part I – Yield criteria and flow rules for porous ductile. J. Eng. Mater. Tech. Vol. 99. No. 1. 1977. P. 2–15. DOI: https://doi.org/10.1115/1.3443401
4. Needleman A., Rice J. R. Limits to Ductility Set by Plastic Flow Localization. Mechanics of Sheet Metal Forming. 1978. P. 237–265. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4613-2880-3_10
5. Tvergaard V., Needleman A. Analysis of the cup-cone fracture in a round tensile bar. Acta Metallurgica. Vol. 32. No. 1. 1984. P. 157–169. DOI: https://doi.org/10.1016/0001-6160(84)90213-X
6. Johnson G. R., Cook W. N. A constitutive model and data for metals subjected to large strains. High rates and high temperatures, Proc. of the 7th Intern. symp. on ballistics, Hague, (Netherlands), 19–21 Apr. 1983. Hague: Roy. Inst. of Engrs in the Netherlands, 1983. P. 541–547.
7. Johnson G. R., Cook W. H. Fracture characteristics of three metals subjected to various strains, strain rates, temperatures, and pressures. Eng. Fract. Mech. Vol. 21. No. 1. 1985. P. 31–48. DOI: https://doi.org/10.1016/0013-7944(85)90052-9
8. Koubaa S., Mars J., Wali M., Dammak F. Numerical study of anisotropic behavior of Aluminum alloy subjected to dynamic perforation. Int. J. of Impact Engineering. Vol. 101. 2017. P. 105–114. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2016.11.017
9. Popławski A., Kędzierski P., Morka A. Identification of Armox 500T steel failure properties in the modeling of perforation problems. Materials & Design. Vol. 190. 2020. P. 1–28. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108536
10. Katok O. A., Kravchuk R. V., Kharchenko V. V., Rudnyts’kyi M. P. A Setup for Complex Investigation of Mechanical Characteristics of Structural Materials for NPP Equipment. Strength of Materials.Vol. 51. No. 2. 2019. P. 317–325. DOI: https://doi.org/10.1007/s11223-019-00077-6
References: 1. Iqbal M. A., Senthil K., Sharma P., Gupta N. K. An investigation of the constitutive behavior of Armox 500T steel and armor piercing incendiary projectile material. Int. J. Impact Eng. Vol. 96. 2016. P. 146–164. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2016.05.017
2. Banerjee A., Dhar S., Acharyya S., Datta D., Nayak N., Determination of Johnson cook material and failure model constants and numerical modelling of Charpy impact test of armour steel. Mater. Sci. Eng. A. Vol. 640. 2015. P. 200–209. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2015.05.073
3. Gurson A. L. Continuum theorie of ductile rupture by void nucleation and growth: Part I – Yield criteria and flow rules for porous ductile. J. Eng. Mater. Tech. Vol. 99. No. 1. 1977. P. 2–15. DOI: https://doi.org/10.1115/1.3443401
4. Needleman A., Rice J. R. Limits to Ductility Set by Plastic Flow Localization. Mechanics of Sheet Metal Forming. 1978. P. 237–265. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-4613-2880-3_10
5. Tvergaard V., Needleman A. Analysis of the cup-cone fracture in a round tensile bar. Acta Metallurgica. Vol. 32. No. 1. 1984. P. 157–169. DOI: https://doi.org/10.1016/0001-6160(84)90213-X
6. Johnson G. R., Cook W. N. A constitutive model and data for metals subjected to large strains. High rates and high temperatures, Proc. of the 7th Intern. symp. on ballistics, Hague, (Netherlands), 19–21 Apr. 1983. Hague: Roy. Inst. of Engrs in the Netherlands, 1983. P. 541–547.
7. Johnson G. R., Cook W. H. Fracture characteristics of three metals subjected to various strains, strain rates, temperatures, and pressures. Eng. Fract. Mech. Vol. 21. No. 1. 1985. P. 31–48. DOI: https://doi.org/10.1016/0013-7944(85)90052-9
8. Koubaa S., Mars J., Wali M., Dammak F. Numerical study of anisotropic behavior of Aluminum alloy subjected to dynamic perforation. Int. J. of Impact Engineering. Vol. 101. 2017. P. 105–114. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2016.11.017
9. Popławski A., Kędzierski P., Morka A. Identification of Armox 500T steel failure properties in the modeling of perforation problems. Materials & Design. Vol. 190. 2020. P. 1–28. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.108536
10. Katok O. A., Kravchuk R. V., Kharchenko V. V., Rudnyts’kyi M. P. A Setup for Complex Investigation of Mechanical Characteristics of Structural Materials for NPP Equipment. Strength of Materials.Vol. 51. No. 2. 2019. P. 317–325. DOI: https://doi.org/10.1007/s11223-019-00077-6
Тип вмісту: Article
Розташовується у зібраннях:Вісник ТНТУ, 2021, № 3 (103)



Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищені авторським правом, всі права збережені.