Mechanical behaviour of austenitic steel and aluminium with respect to elastic-plastic wave propagation

Abstract

Wave propagation phenomena influence the material behaviour of structures under dynamic loading. Parameters of constitutive equations must be determined experimentally with respect to these effects. Impact tension tests were performed using specimens of austenitic steel X 6 CrNi 18 11. The specimen geometry as well as the induced impact energy were varied. The validity of the determined material law parameters was examined by combination with numerical calculations. Using the same procedure data received in impact torsion test for aluminium 99,98 were confirmed. A confident description of material behaviour over wide ranges of strain rate and strain was obtained by coupling experiment and calculation. Wellenausbreitungsphänomene beeinflussen das Werkstoffverhalten bei dynamisch beanspruchten Bauteilen. Die Parameter konstitutiver Gleichungen müssen unter Berücksichtigung dieser Effekte experimentell ermittelt werden. An Proben aus dem austenitischen Stahl X 6 CrNi 18 11 wurden Schlag-Zug-Versuche durchgeführt, wobei die Probengeometrie sowie die induzierte Schlagenergie variiert wurden. Durch Kombination mit numerischen Berechnungen wurde die Gültigkeit der ermittelten Stoffgleichungsparameter überprüft. Mit der gleichen Vorgehensweise wurden im Schlag-Torsionsversuch ermittelte Daten für Aluminium 99,98 untermauert. Durch die Rückkopplung zwischen Versuch und Rechnung gelang eine gesicherte Beschreibung des Werkstoffverhaltens über weite Bereiche der Dehngeschwindigkeit und der Dehnung.