Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

En första modell för beräkning av temperaturfördelningen i provstavar under homogen mekanisk deformation.

En första modell för beräkning av temperaturfördelningen i provstavar under homogen mekanisk deformation. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Skoglund Peter
Ort: Stockholm
Sidor: 9
Utgivningsår: 2000
Publiceringsdatum: 2000-02-11
Rapportnummer: (FOA-R--99-01336-310)
Nyckelord Homogen deformation, temperaturfördelning, finita element metod, homogeneous deformation, temperature gradients, finite element method
Sammanfattning En första modell för att beräkna temperaturutvecklingen i cylindriska provstavar under homogen mekanisk deformation presenteras. Modellen bygger på att från ett experimentellt försök där spännings-töjningssambandet bestämts, för en känd töjningshastighet, beräkna effektutvecklingen i provet som funktion av tiden. Den del av effekten som omvandlas till värme används sedan som en extra värmekälla i den tidsberoende värmeledningsekvationen. Denna ekvation löses sedan, tillsammans med relevanta randvillkor, med ett finita elementprogram. Modellen har tillämpats på ett kvävelegerat stål som utsatts för dragdeformation med töjningshastigheter varierande från 0.01 till 800 s-1. Resultaten visar att deformationen är isoterm vid den lägsta töjningsbastigheten. Deformationen är dock i huvudsak adiabatisk vid nästa högre undersökta töjningshastighet, l s-1. För de långsammare töjningshastigheterna uppnås ett fortvarighetstillstånd medan en linjär temperaturökning fås för de högre deformationshastigheterna. Under den homogena delen av deformationen uppstår en maximal temperaturökning på ca 60oC omedelbart före lokal deformation om töjningshastigheten är 800 s-1. De största osäkerheterna i modellen härrör sig från uppskattningen av hur stor del av den totala deformationsenergin som omvandlas till värme samt bestämningen av vid vilken punkt den homogena deformationen upphör.
Abstract A first model for calculation of the temperature gradients that develop during homogeneous mechanical deformation of a specimen is presented. By using the experimentally found stress-strain curve at a known strain rate it is possible to calculate the deformation power as a function of time. The model is based on using the part of the deformation power that is converted into heat as an external heat source in the time dependent heat conduction equation. This equation is then solved with the appropriate boundary conditions with a finite element method. The model has been applied to a nitrogen alloyed steel subjected to tensile strain rates varying between 0.01 to 800 s-1. The results show that the deformation process is isothermal at the lowest strain rate. At a strain rate of 1 s-l the process is mainly adiabatic and the adiabatic behaviour increases with higher strain rates. At these higher deformation rates the temperature increases linearly with time. The maximum temperature increase immediately before the onset of localised deformation at a strain rate of 800 s-1 is about 60oC. The estimate of the fraction of plastic work dissipated as heat per unit time and the choice of onset point for localised deformation are the main uncertainties in the calculation.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182