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The stress and strain distribution in a propagating Lüders front accompanying the yield-point phenomenon in iron

1968; Elsevier BV; Volume: 3; Issue: 2 Linguagem: Alemão

10.1016/0025-5416(68)90024-4

1873-4928

G. T. Van Rooyen,

Fatigue and fracture mechanics

A model for the stress and the strain distribution across a propagating Lüders front is presented. It is shown that the stress distribution in a Lüders front can be related to the strain distribution by means of a basic stress-strain curve for the material. Equilibrium considerations require a macroscopic stress concentration at the elastic-plastic boundary of the Lüders front. From a consideration of the proposed model various predictions can be made with respect to the distortion accompanying a Lüders front, the width of the Lüders front and the influence of grain size and strain rate on lower yield stress and the Lüders strain. It is shown that all of these predictions are either quatitatively or qualitatively in accord with experimental work performed or reported in the literature. Experimental evidence is also offered that in exceptional cases the yield-point phenomenon in low-carbon steel occurs homogeneously not accompanied by the propagation of a Lüders band. Ein Modell für die Spannungs- und Dehnungsverteilung in einer fortschreitenden Lüdersfront wird gegeben. Es wird gezeigt, dass die Spannungsverteilung in einer Lüdersfront mit Hilfe der grundsätzlichen Verfestigungskurve des Materials mit der Dehnungsverteilung verknüpft werden kann. Gleichgewichtsbetrachtungen erfordern eine makroskopische Spannungskonzentration an der elastisch-plastisch Grenze der Lüdersfront. Auf Grund des vorgeschlagenen Modells können Vorhersagen über die eine Lüdersfront begleitenden Distorsionen, die Breite der Lüdersfront und den Einfluss der Korngrenzengrösse und der Verformungsgeschwindigkeit auf die untere Streckgrenze und die Lüdersdehnung gemacht werden. Es wird gezeigt, dass alle Vorhersagen entweder quantitativ oder qualitativ in Übereinstimmung mit von uns durchgeführten oder in der Literatur berichteten Experimenten sind. Es wird experimentelle Evidenz dafür gegeben, dass in Ausnahmefällen das Streckgrenzenverhalten in kohlenstoffarmen Stahl homogen ist und nicht vom Fortschreiten eines Lüdersbandes begleitet wird.