Effect of anisotropic yield criterion on springback in plane strain pure bending

The plastic anisotropy is one of various material representations that significantly affects springback simulations. In the present paper, the effect of plastic anisotropy of springback in plane strain pure bending is studied by means of an exact semi-analytical solution. To take into account anisotropy it is used the yield criterion and the constitutive equations for the orthotropic material with consideration of the crystal lattice constants and parameters of the crystallographic texture

Effect of the Yield Criterion of Matrix on the Brittle Fracture of Fibres in Uniaxial Tension of Composites

This paper examines the effect of the yield criterion of the matrix on brittle fracture of the fibre in continuous fibre reinforced metal matrix composites subjected to tension in the direction parallel to the fibres. It is assumed that the matrix obeys quite a general isotropic yield criterion. An approximate approach to predicting the tensile load at which the fibre breaks previously proposed in the literature is adopted. It is shown that this tensile load is practically independent of the yield criterion of the matrix. This is a great advantage for engineering applications since an analytic solution is available in the case of Tresca yield criterion. This solution can be used for a wide range of matrix materials with no loss of the accuracy of the prediction of the tensile load at which the fibre breaks

Multi-cycle rolled aluminum alloy 3103 sandwiches: mechanical properties and stamp ability

Constructional part producing by sheet stamping of multilayer composites requires the stamping ability data. The aim of a work is to estimate mechanical properties, stamping ratio and anisotropy indexes of 2, 4, 8 and 12 layer sandwiches produced from aluminium alloy AA3103. The pieces were received by the cold rolling. Interoperation annealing was at 500°C for 1 hour. Charts of tensile strength, yield stress, elongation depending on layer thickness were composed. It was found that cold strain hardening does not disappear after annealing if the foil’s thickness become 0.4 mm and less. Microstructure analysis has shown a good contact between layers for all samples and thicker outer layers

THE INELUENCE ОЕ CRYSTALLOGRAPHIC TEXTURE ОЕ ALUMINUM SHEETS ON THE ERACTURE TOUGHNESS OE GLARE

In this paper, the influence of the structure crystallography of aluminum sheets on the crack resistance of metal- polymer composite materials is investigated on the basis of the developed mathematical model. The calculations of the crack resistance of three-layer GLARE have shown the possibility of increasing the resistance to crack opening by us¬ing in their composition aluminum sheets with effective structure crystallography and its coordination with the rein¬forcement direction of the adhesive prepreg with glass fiber. The most favorable ideal crystallographic orientations of aluminum alloys and the direction of fibers laying are determined, which ensure an increase in the fracture toughness of GLARES by more than 15%

МЕТОД РАСЧЕТА ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ НА ОСНОВЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ГАРМОНИК

Purpose. Simplification of accounting ratio to determine the magnetic field strength of electric power lines, and assessment of their environmental safety. Methodology. Description of the transmission lines of the magnetic field by using techniques of spatial harmonic analysis in the cylindrical coordinate system is carried out. Results. For engineering calculations of electric power lines magnetic field with sufficient accuracy describes their first spatial harmonic magnetic field. Originality. Substantial simplification of the definition of the impact of the construction of transmission line poles on the value of its magnetic field and the bands of land alienation sizes. Practical value. The environmentally friendly projection electric power lines on the level of the magnetic field.На основе пространственного гармонического анализа магнитного поля в цилиндрической системе координат предложен метод расчета индукции магнитного поля линий электропередачи. Показано, что магнитное поле линий электропередачи с достаточной для инженерных расчетов точностью описывается первой цилиндрической пространственной гармоникой. Использование предложенного метода позволяет существенно упростить определение влияния конструкции опор линий электропередачи на величину их магнитного поля и на ширину полос отчуждения земельных участков.На основі просторового гармонічного аналізу магнітного поля в  циліндричній системі координат запропоновано метод розрахунку індукції магнітного поля ліній електропередачі. Показано, що магнітне поле ліній електропередачі з достатньою для інженерних розрахунків точністю описується першою циліндричною просторовою гармонікою. Використання запропонованого методу дозволяє істотно спростити визначення впливу конструкції опор ліній електропередачі на величину їх магнітного поля та на ширину смуг відчуження земельних ділянок

ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ АНИЗОТРОПИИ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА РАСКАТНЫХ КОЛЕЦ

The effect of titanium alloy mechanical anisotropy on the performance of gas turbine engine (GTE) ring-shaped parts was analyzed with account for their production cycle. Necessary dependencies were provided for transverse strain identification when assessing anisotropy during forming. It was found that both transversal strain coefficients and metal strength increase during the forming process (forging and rolling). In addition, the rolling process facilitates the transversal isotropy occurrence in the ring material. The stress state in a hollow homogenous cylinder under internal and external pressures was examined to evaluate the effect of transverse strain coefficients on the structure functionality. This scheme describes operating conditions of GTE compressor disks spacer with a reasonable degree of certainty while ignoring axial loads. The analysis showed that the allowable internal pressure taken by the spacer increases with the increase of transverse strain coefficients.Проведен анализ влияния анизотропии механических свойств титановых сплавов на эксплуатационные характеристики кольцевых деталей газотурбинных двигателей (ГТД) с учетом технологического цикла их изготовления. Приводятся необходимые зависимости для определения показателей поперечной деформации при оценке анизотропии при формоизменении. Установлено, что коэффициенты поперечной деформации и прочность металла в процессе формоизменения (ковки и раскатки) возрастают. При этом процесс раскатки способствует появлению трансверсальной изотропии в материале колец. Для оценки влияния величин коэффициентов поперечной деформации на работоспособность конструкции рассмотрено напряженное состояние в полом однородном цилиндре под действием внутреннего и наружного давлений. Эта схема с достаточной степенью достоверности описывает условия работы проставки дисков компрессора ГТД без учета осевых нагрузок. Анализ показал, что при возрастании коэффициентов поперечной деформации допустимое внутреннее давление, воспринимаемое проставкой, увеличивается

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИСТОВ ИЗ СПЛАВА В-1461 НА КРИСТАЛЛОГРАФИЮ СТРУКТУРЫ И АНИЗОТРОПИЮ СВОЙСТВ

The results of studying the influence of manufacturing modes of sheets 1,5, 2,0 and 3,0 mm thick made of V-1461 Al–Li alloy on themicrostructure, crystallographic orientation, and anisotropy of properties are presented. It is established that the deformed structure is characteristic of all studied samples, and sheets 3.0 mm thick have partially recrystallized structure, those 2,0 mm thick have unrecrystallized structure, and those 1,5 mm thick have mainly recrystallized structure. The preferential crystallographic orientation of the samples 1,5 mm thick is [110](200), that of samples 2,0 mm thick is [110](110), and that of 3,0 mm thick is [210](110). All the sheets possess insignificant anisotropy of properties irrespective of thickness, and extremely low anisotropy index (μ < 0,4) is characteristic of them. These facts determine the liability of aluminum–lithium alloys to the preferential development of deformation over the sheet thickness, which leads to its premature thinning and lowers admissible forming in the course of drawing and stretching.Приведены результаты исследования влияния режимов изготовления листов толщиной 1,5, 2,0 и 3,0 мм из Al–Li-сплава В-1461 на микроструктуру, кристаллографическую ориентацию и анизотропию свойств. Установлено, что для всех изученных образцов характерна деформированная структура, при этом листы толщиной 3,0 мм имеют частично рекристаллизованную структуру, толщиной 2,0 мм – нерекристаллизованную, а толщиной 1,5 мм – в основном рекристаллизованную. Преимущественной кристаллографической ориентировкой образцов толщиной 1,5 мм является [110](200), 2,0 мм – [110](110) и 3,0 мм – [210](110). Все листы независимо от толщины обладают незначительной анизотропией свойств, при этом для них характерны крайне низкие значения показателя анизотропии (μ < 0,4). Это и определяет склонность алюминий-литиевых сплавов к преимущественному развитию деформации по толщине листа, приводящей к преждевременному его утонению и снижению допустимого формоизменения при вытяжке и обтяжке

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМОВ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКИ И ТЕРМООБРАБОТКИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СТРУКТУРУ ЛИСТОВ ИЗ ХРОМОЦИРКОНИЕВОЙ БРОНЗЫ БрХ1Цр

The results of the investigation into the influence of thermomechanical treatment modes on the structure and anisotropy of mechanical properties of sheets made of the BrKh1Tsr chromium–zirconium bronze for the subsequent fabrication of current leads from them by bending. Thermomechanical treatment included quenching from 980 °C into water, cold rolling with various degrees of drafting (16 and 46 %), and age hardening at 475 °C for 3 h. Empirical dependences of ultimate strength and yield point as well as relative elongation of the sheets made of the BrKh1Tsr bronze on the degree of drafting during rolling are determined based on the results of tests for mechanical properties. It is established that the anisotropy of the rolled metal properties is insignificant and varies weakly at various treatment stages. The average grain size in the samples after various treatment varies insignificantly and constitutes 41,88–47,50 μm.Приведены результаты исследования влияния режимов термомеханической обработки на структуру и анизотропию механических свойств листов из хромоциркониевой бронзы БрХ1Цр для последующего изготовления из них токопроводов гибкой. Термомеханическая обработка включала закалку с температуры 980 °С в воду, холодную прокатку с различными степенями обжатия (16 и 46 %) и старение при 475 °С в течение 3 ч. По результатам испытаний на механические свойства определены эмпирические зависимости пределов прочности и текучести, относительного удлинения листов из БрХ1Цр от степени обжатия при прокатке. Установлено, что анизотропия свойств проката незначительна и слабо изменяется на различных стадиях обработки. Средний размер зерен в образцах после различной обработки варьируется несущественно и составляет 41,88–47,50 мкм

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТРЕХФАЗНЫХ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ИЗ ОДНОЖИЛЬНЫХ КАБЕЛЕЙ ПРИ ДВУСТОРОННЕМ ЗАЗЕМЛЕНИИ ИХ ЭКРАНОВ

The study tested the process of the magnetic field (MF) mitigation in the HV three-phase power cable lines (CL) made of single core cables in two-ends bonding of their shields. Developed the technique of numerical simulation and calculation of the MF of CL based on its axisymmetric calculation model using the finite element method that allowed to describe the condition of closing the cable shields at the both ends of the CL and solve the problem in two-dimensional formulation. The authors show the possibility of MF mitigation of the three-phase CL by increasing the cross-section of closed cable shields, which in some cases may be an alternative to external electromagnetic shields. Obtained and experimentally validated in laboratory and field conditions with an accuracy of no more than 5 % the value of mitigation coefficients of MF of three-phase three-wire CL in two-ends bonding of their shields depending on the technical parameters of the cables and the geometry of their installation, which is important for the design of new cable power lines. Their values are in the range from 0.99 to 0.32 when the cross sections of cable shields are from 25 mm2 to 200 mm2 and the distance between the axes of the cables are from 0.1 to 0.5 m. The results show the ability to execute design of cable power lines in residential areas, taking into account both the sanitary standards of the MF, as well as to energy efficiency.Исследован процесс ослабления магнитного поля (МП) высоковольтной кабельной линий (КЛ) из одножильных кабелей при двухстороннем заземлении их экранов. Разработана методика численного моделирования и расчета МП КЛ на основе метода конечных элементов с применением осесиммеричной расчетной модели КЛ, что позволило описать условие замыкания экранов кабелей на концах КЛ и решить задачу в двумерной постановке. Получены точные и экспериментально обоснованные значения коэффициентов ослабления МП КЛ при двустороннем заземлении экранов в зависимости от технических характеристик кабелей и геометрии их укладки.Досліджено процес ослаблення магнітного поля (МП) високовольтної кабельної ліній (КЛ) з одножильних кабелів при двосторонньому заземленні їх екранів. Розроблено методику чисельного моделювання та розрахунку МП КЛ на основі методу скінченних елементів з застосуванням вісесиметричної розрахункової моделі КЛ, що дозволило описати умову замикання екранів кабелів на кінцях КЛ і вирішити задачу в двовимірній постановці. Отримано точні і експериментально обґрунтовані значення коефіцієнтів ослаблення МП КЛ при двосторонньому заземленні екранів в залежності від технічних характеристик кабелів