Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Constitutive modelling and mechanical properties of a tungsten heavy metal alloy.

Constitutive modelling and mechanical properties of a tungsten heavy metal alloy. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen Ladda ned som PDF
Författare: Skoglund Peter
Ort: Stockholm
Sidor: 20
Utgivningsår: 2002
Publiceringsdatum: 2002-01-01
Rapportnummer: (FOI-R--0723--SE)
Nyckelord Tungmetall, WHA, konstitutiv modell, mekaniska egenskaper, heavy metal alloy, WHA, tungsten, constitutive model, mechanical properties
Sammanfattning De mekaniska egenskaperna för en tungmetallegering av wolfram (WHA) med potential som pilprojektilmaterial har undersökts. Flytspänningskurvor bestämda under kvasistatiska förhållanden diskuteras och brottspänningen bestäms och jämförs med leverantörsdata. De dynamisk-mekaniska egenskaperna relaterade till dragbelastning med töjningshastigheter upp till 400 s-1 och vid temperaturer mellan 20 °C och 500 °C undersöks och resultaten används för att bestämma materialparametrar till de konstitutiva ekvationer som utvecklats av Johnson och Cook (J&C) samt Zerilli och Armstrong (Z&A). Den specifika värmekapaciteten i temperaturområdet 20-200 °C har uppmätts och resultaten används för att bestämma den deformationsberoende temperaturökningen. Från modellerna beräknas de isoterma och adiabatiska flytspänningskurvorna och dessa jämförs med experiment och tillgängliga litteraturdata. Av de kvasistatiska mätningarna framgår att materialet uppvisar ett linjärt elastiskt beteende upp till cirka 1300 MPa följt av ett svagt plastiskt deformationshårdnande till brott vid en nominell töjning av storleksordningen 5-10 %. Brottspänningen är 1340 ± 30 MPa, vilket är nära leverantörens värde på 1350 MPa. Vid höga töjningshastigheter eller höga temperaturer avviker J&C-modellen med 5-10 % från experimentella data, medan Z&A ekvationen uppvisar bättre överensstämmelse med försöken. Det bör poängteras att den använda Z&A relationen är framtagen för material med rymdcentrerad kristallstruktur medan WHA är en komposit med både rymd- och ytcentrerade kristaller.
Abstract The mechanical behaviour of a tungsten heavy metal alloy (WHA) with potential use as a kinetic energy penetrator is investigated. From quasi-static experiments the deduced flow stress curves are discussed and the ultimate tensile stress is compared to the suppliers data. Dynamic mechanical properties related to tensile loading are measured at strain rates up to 400 s-1 and at temperatures from 20 °C to about 500 °C. From the experimental data parameters for the constitutive equations developed by Johnson and Cook (J&C) as well as Zerilli and Armstrong (Z&A) are determined. The specific heat capacity is measured at temperatures from 20-200 °C and is used for calculations of the deformation induced temperature increase. From the extracted models isothermal and adiabatic flow stress curves are calculated and compared to experiments and available literature data. The quasi-static experiments show a linear behaviour up to about 1300 MPa followed by a rather weak strain hardening, and fracture occurs at a nominal strain of the order of 5-10 %. The ultimate tensile stress is 1340 ± 30 MPa which is close to the value of 1350 MPa given by the manufacturer. At high strain rates or high temperatures the J&C model deviates about 5-10 % from experimental results, while the Z&A model shows a better agreement with the collected data. It should be emphasised that the Z&A model used in this work is developed for materials with body centred crystals whereas the WHA is a composite with both face centred- and body centred crystals.

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