Description of the phenomenon of decreasing plasticity with increasing yield strength of polycrystal

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Using a three-level constitutive model, the influence of the crystal anisotropy factor, the hardening coefficient, the microscopic elastic limit and the distribution density function of the limiting elastic deformations of subelements on the shape of the deformation diagrams and the fracture conditions of a polycrystal is studied. Based on the theory of maximum normal stresses at the local level, a failure criterion was established at the macroscopic level, which includes all the parameters of the problem. The influence of the type of stress state and the geometric shape of the loading diagram on the magnitude of irreversible deformation preceding the initial process of destruction is investigated. From the established strength criterion follows the effect of a decrease in the plasticity of the material with increasing yield strength. The question of the critical value of the weight of destroyed subelements is discussed, at which a macrocrack forms, leading to the complete destruction of the body element.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. Yu. Marina

Technical University of Moldova

Author for correspondence.
Email: vasilemarina21@yahoo.com
Moldova, Republic of, Chisinau

References

  1. Ilyushin A.A. Continuum mechanics. M.: Moscow State University Publishing House, 1990. 310 p.
  2. Novozhilov V.V., Kadashevich Yu.I. Microstresses in structural materials. L.: Mechanical Engineering, 1990. 223 p.
  3. Shevchenko Yu.N., Terekhov R.G. Physical equations of thermoviscoplasticity. Kyiv: Naukova Dumka, 1982. 238 p.
  4. Makarov V.P. Modeling of deformation and fracture processes at the mesolevel // Izv. ANR. MTT. 1999. No. 5, P. 109–130.
  5. Trusov P.V. Classical and multi-level constitutive models for describing the behavior of metals and alloys: problems and prospects (in order of discussion) // Izv. ANR. MTT. 2021. No. 1. P. 69–82. https://doi.org/10.31857/S0572329921010128.
  6. Marina V.Yu. and Marina V.I. Single Approach to the Description of the Relation Between Micro-and Macrostates in Reversible and Irreversible Deformation of Polycrystals. International Applied Mechanics, Vol. 57, No. 6, P. 707-719. 2021. https://doi.org/10.1007/s10778-022-01120-x.
  7. Besseling J.F. Theory of elastic, plastic and creep deformations of an initially isotropic material showing anisotropic strain-hardening, creep recovery and secondary creep // Journal of Applied Mechanics. 1958. No. 4. P. 529–536.
  8. Gokhfeld D. A., Sadakov O. S. Plasticity and creep of structural elements under repeated loading. M.: Mechanical Engineering, 1984. 256 p.
  9. Marina V.Yu., Equations of an elastoplastic body under proportional non-isothermal loading //Applied mechanics. 1997. No. 6. P. 9–17.
  10. Marina V.Yu., Marina V.I., Analysis of the relationships between local and general mechanical parameters used to describe the behavior of polycrystalline materials. //Metallophysics. Newest Technologies. 2020. V. 42. No. 3. P. 415–431. https://doi.org/10.15407/mfint.42.03.
  11. Kroner E. On the physical reality of torque stresses in continuum mechanics Gauge theory with dislocations. – Inst. I.Engng. Sci 1. 1963. P. 261–278.
  12. Shermogor T.D., Theory of elasticity of micro-inhomogeneous media. M.: Nauka, 1977. 400 p.
  13. Flipona B., Kellera C., Queyb R., Barbea F. A Full-field Crystal – Plasticity Analysis of Bimodal Polycrystals // International Journal of Solids and Structures 184, 2020. P. 178–192.
  14. Tanaka E., Murakami S., Ooka M. Effects of strain path shapes on nonproportional cyclic plasticity//J. Mech. Phys. Solids. 1985. Vol. 33. No. 6. P. 559–575.
  15. Kadashevich Yu.I., Marina V.Yu., Pomytkin S.P. On one trend in the development of the static theory of inelasticity, taking into account microstresses // Izv. ANR. MTT. 1998. No. 1, P. 13–18.
  16. Marina V.Yu. Nonlocal approach to the problem of irreversible deformation of an inhomogeneous body. Numerical studies in continuum mechanics. Chisinau: Shtiintsa, 1987. P. 47–53
  17. Marina V.Yu. A unified approach to describing the rheological properties of stable and unstable materials. Numerical methods for solving problems of wave dynamics. Chisinau: Shtiintsa, 1990. P. 76–85.
  18. Marina V.Yu. Constitutive equations of a micro-inhomogeneous medium under complex monotonic loading//Proceedings of the Academy of Sciences of Moldova. Mathematics series. 1997. No. 2. P. 26–36.
  19. Marina V.Yu. Patterns of changes in the limiting values of stress and strain invariants in micro-inhomogeneous media // Izv. ANR. MTT. 2023. No. 3, P. 127–152. https://doi.org/10.31857/S0572329922700015.
  20. Hill R. The elastic behavior of a crystalline aggregate. Proc. Soc. 1952. A 65, no. 389. P. 349–354.
  21. Marina V.Yu. Principles of transition from micro to macro stress-strain state//News of the Academy of Sciences of Moldova. Series mathematics, 1998. No. 2. P. 16–24.
  22. Voigt W. Lehrbuch der Kristallphysik. – Leipzig und Berlin: Teubner, 1928. 978 s.
  23. Reuss A. Berechnung der Fliesgrenze von Misch-Kristallen auf Grund der Plastizitats-Bedinnung für Einkristalle // Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik. Bd. 9. – H. 1. 1929. P. 49–58.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Effect of hardening factor on scale level relationship.

Download (106KB)
3. Fig. 2. Effect of hardening factor on the type of deformation diagrams, [MPa].

Download (95KB)
4. Fig. 3. Deformation diagrams under different test conditions, [MPa].

Download (100KB)
5. Fig. 4. Ultimate tensile stresses in the subelement system, t 1 [MPa].

Download (125KB)
6. Fig. 5. Diagrams of the highest tensile stresses in subelements, t 1 [MPa].

Download (109KB)
7. Fig. 6. Effect of subelement fracture conditions on deformation diagrams,  [MPa].

Download (121KB)
8. Fig. 7. Influence of the type of stress state on the initial moment of fracture, [MPa].

Download (111KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».