Constitutive equations of creep under changing multiaxial stresses for materials with different behavior in tension and compression

Abstract

A theory of creep that describes kinematic hardening of polycrystalline materials with different behavior in tension and compression is presented. A structure of the equivalent effective stress in the equation for creep deformation as well as structures of the equivalent effective stress in the describing creep hardening and of equivalent back stress in the describing thermal softening are based on three independent material characteristics obtained from uniaxial tension tests, uniaxial compression tests, and pure torsion tests for different values of constant stress at constant temperatures. A satisfactory agreement is obtained between the theoretical results and the experimental data of the creep under multiaxial loading with constant stresses for isothermal processes as well as under uniaxial nonproportional and multiaxial nonproportional loadings for both isothermal and nonisothermal conditions. Materialgleichungen fur das Kriechen unter veraderlichen mehrachsigen Spannungszustanden fur Materialien mit unterschiedlichem Verhalten unter Zug- und Druckbelastung Zusammenfassung Eine Kriechtheorie zur Beschreibung der kinematischen Verfestigung polykristalliner Materialien mit unterschiedlichem Verhalten unter Zug- und Druckbelastung wird vorgestellt. Die Gleichungen fur die Kriechverformung und die Kriechverfestigung werden in Abhangigkeit von der aquivalenten effektiven Spannung formuliert. Die Gleichung zur Beschreibung der thermischen Erweichung hangt von einer aquivalenten Ruckspannung ab. Alle Gleichungen basieren auf drei unabhangigen Materialeigenschaften, die aus einachsigen Zug-, einachsigen Druck- sowie reinen Torsionsversuchen fur unterschiedliche konstante Spannungen und konstante Temperaturen bestimmt werden konnen. Es wird eine befriedigende Ubereinstimmung dieser Theorie mit experimentellen Daten sowohl fur Kriechen unter mehrachsiger Beanspruchung mit konstanten Spannungen in isothermen Prozessen als auch fur einachsige und mehrachsig-nichtproportionale Belastungen unter isothermen und nichtisothermen Bedingungen gefunden.