A grooved in-plane torsion test for the investigation of shear fracture in sheet materials
A grooved in-plane torsion test for the investigation of shear fracture in sheet materials
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用于研究板材剪切断裂的沟槽面内扭转试验
DOI：
10.1016/j.ijsolstr.2015.03.032
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发表时间：
2015
影响因子：
3.6
通讯作者：
Tekkaya
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Q. Yin;Soyarslan;Tekkaya
提出沟槽面内扭转试验作为板材的剪切断裂试验。与传统的简单剪切试验不同，传统的简单剪切试验容易在自由边缘处出现初期裂纹，该试验使用径向连续的样本，如 Marciniak 和 Kołodziejski (1972) 首先引入的那样。为了控制断裂位置，切出一个径向凹槽，使断裂远离夹紧区域。因此，该测试能够在理想的剪切条件下产生材料断裂，即在测试的可观察区域三轴性消失的条件。因此，可以验证和/或量化所选材料类别的最新剪切延伸损伤和断裂模型。在有限元分析 (FEA) 的帮助下，使用所提出的剪切试验研究了 DP1000 钢相应的断裂应变，此外，还对缺口试样进行了三个拉伸试验，这些试样在中等到高三轴度下导致断裂。这些用于拟合最近在文献中提出的一些剪切增强断裂标准的断裂轨迹。有限元分析表明，所提出的测试在恒定的零三轴度和零洛德参数条件下提供了断裂发展。此外，在选定的标准中，Lou等人提出的模型。 (2012) 为选定的实验集提供了最佳结果。所开发的测试非常适合识别未表现出明显面内各向异性的板材的断裂参数，例如双相钢。此外，该测试不限于金属材料。
The grooved in-plane torsion test is proposed as a shear fracture test for sheet materials. Unlike conventional simple shear tests, which are prone to incipient cracking at the free edges, this test uses radially continuous specimens, as firstly introduced by Marciniak and Kołodziejski (1972). In order to control the fracture position, a radial groove is cut out which allows to keep the fracture away from the clamping area. Thus, this test is able to create material fracture under ideal shear conditions i.e., the condition of vanishing triaxiality at the observable region of the test. Accordingly, the recent shear extended damage and fracture models for the selected material classes can be validated and/or quantified. With the help of finite element analysis (FEA), the corresponding fracture strains for the steel DP1000 were investigated using the proposed shear test and, additionally, three tensile tests conducted on notched specimens which cause fracture at moderate to high triaxialities. These are used to fit the fracture loci of some shear enhanced fracture criteria which have recently been proposed in the literature. The FEA shows that the proposed test provides fracture development under constantly zero triaxiality and zero Lode parameter conditions. Moreover, among the selected criteria, the model proposed by Lou et al. (2012) delivers the best results for selected experimental set. The developed test is ideally suitable for fracture parameter identification of sheet materials which do not show pronounced in-plane anisotropy, e.g. dual phase steels. Furthermore, this test is not limited to metallic materials.
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