Numerical-Experimental Analysis of Plastic Flow Beginning Phase Round the Hole in the Thin Shield Under Tension

The method of recognition of plastic strains with the use of optical interference was characterized in the work. The idea of the method was shown on the example test for 15HM steel tension. The results of experimental testing of plastic strains initiation in the thin shield with opening of O20 diameter under tension, especially considering round the hole zone were presented in further part of the work. The experiment was carried out with the use of method mentioned above. In the experiment the stresses initializing plastic deformations and the shape of plastic zone were determined. The stress state analysis in the hole zone in the specimen under tension was realized with the use of finite element method. The calculations were done for two significantly different hole diameters. The results of FEM calculations allow for certification that for the holes of diameters significantly bigger than the shield thickness round the hole plane stress state occurs

Eksperymentalno-numeryczna analiza inicjacji stref plastycznych przy otworach w tarczach ze stali C45

The paper presents the results of research on the plastic zones formation in thin (3.51 [mm]) shields made of steel C45 with holes of 4, 10 and 20 diameters. The authorship method of identifying plastic macro-strains utilizing optical interference phenomenon was used in the experiments. The basic idea of the method is summarized below as being: “The occurrence of plastic deformations in the active process of loading is testified by a loss of the interference fringes that were previously present or by a clear and rapid change in their character”. In the experiments, the values of the stress initiating the first plastic deformation were determined. In order to explain the processes of plastic deformation appearance a detailed stress state analysis in the holes surrounding area was realized with the use of Finite Element Method. Comparison of experimental results with the results of FEM calculations indicates that there are significant quantitative as well as qualitative differences. Namely stresses initiating plastic deformations clearly exceed the value of ReH, and plastic deformation are of local plastic slides character. Similar results were previously obtained in studies on the shields made of steel 15CrMo with holes.W pracy zaprezentowano wyniki badan nad formowaniem stref plastycznych w cienkich tarczach wykonanych ze stali C45 z otworami o srednicach 4,10 i 20 milimetrów. W eksperymentach wykorzystano autorską metodę identyfikacji makro-odkształceń plastycznych za pomocą zjawiska interferencji optycznej. Główną zasadę wykorzystania tej metody mozna ując w zdaniu: „O występowaniu odkształceń plastycznych w czynnym procesie obciażania swiadczy zanik pierwotnie widocznych prążków interferencyjnych bądź gwałtowna zmiana ich charakteru”. Wyznaczono doświadczalnie wartości naprężeń inicjujacych odkształcenia plastyczne. W celu wyjaśnienia zjawisk towarzyszacych inicjacji procesów towarzyszących początkowej fazie odkształceń plastycznych została przeprowadzona szczegółowa analiza stanu naprezenia w strefie otworów. Porównanie wyników analizy eksperymentalnej z wynikami uzyskanymi za pomoca Metody Elementów Skończonych wykazało istotne róznice ilosciowe i jakosciowe. Mianowicie, napreżenia inicjujące odkształcenia plastyczne istotnie przekraczaja wartosc górnej granicy plastyczności ReH oraz odkształcenia plastyczne posiadają charakter towarzyszący lokalnym poślizgom plastycznym. Podobne wyniki były prezentowane uprzednio w badaniach tarcz z otworami wykonanych ze stali 15CrMo