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A phenomenological theory for the Portevin-Le chatelier effect

1984; University of Toronto Press; Volume: 32; Issue: 10 Linguagem: Francês

10.1016/0001-6160(84)90240-2

1878-0768

Rie Onodera, M. Koga, Hidenori Era, Mayumi Shimizu,

Mechanics and Biomechanics Studies

Computer calculations were done to explain phenomenologically the Portevin-Le Chatelier effect. A model used for a simulation of tensile test was that a deformed zone connected in series with a spring which have a composed stiffness of the machine and the specimen, was pulled at a constant speed. The constitutive equation of the deformed zone was formulated based on the consideration that (1) the flow stress was a sum of effective stress and two kinds of internal stress, in which the one was dependent on strain and the other on strain rate, and (2) the stress mentioned last had a negative rate sensitivity and responded to a strain rate change not simultaneously but with a delay time. The calculated results agreed quantitatively with experimental results in regard to the effects of machine stiffness, work hardening rate and crosshead speed upon stress amplitude, Lüders strain and strain rate. Nous avons effectuédes calculs sur fordinateur pour expliquer phénoménoligiquement l'effet Portevin-Le Chatelier. Un modèle utilisépour simuler un essai de tractionétait celui d'une zone déformée liée en série avec un ressort dont la rigiditéétait composée de celles de la machine et de l'échantillon et quiétait tiréeàvitesse constante. Nous avons formulél'équation de constitution de la zone déformée en considérant (1) que la contrainte d'écoulementétait la somme de la contrainte effective et de deux sortes de contraintes internes dépendent l'une de la déformation et l'autre de la vitesse de déformation, et (2) que le second type de contrainte présentait une sensibilitéàla vitesse négative et qu'il ne répondait pas intantanémentàune variation de la vitesse de déformation, mais avec un certain retard. Les résultats des calculs sont en bon accord quantitatif avec les résultats expérimentaux concernant l'influence de la rigiditéde la machine, de la vitesse d'écrouissage et de la vitesse de la teˆte d'échantillon sur l'amplitude de la contrainte, la déformation de Lüders et la vitesse de déformation. Der Portevin-Le Chateliereffekt wurde im Rechner phänomenologisch simuliert. Das für die Simulation eines Zugversuches benutzte Modell war eine verformte Zone in Serie mit einer Feder, welche mit konstanter Geschwindigkeit gezogen wurden. Die Steifigkeit der Feder entsprach derjenigen von Maschine und Probe. Die Grundgleichungen der verformten Zone wurden formuliert auf der Basis, daß (1) die Fließspannung aus einer Summe von effektiver Spannung und swei inneren Spannungen besteht, eine spannungs-, die andere geschwindigkeitsabhängig, und daß (2) die geschwindigkeitsabhängige Spannung eine negative Dehngeschwindigkeitsempfindlichkeit aufweist und auf einen Wechsel in der Dehngeschwindigkeit nur mit einer Zeitverzögerung reagiert, Die berechneten Ergebnisse stimmten mit den Experimenten quantitativüberein, und zwar im Hinblick auf den Einfluß der Maschinensteifigkeit, des Verfestigungskoeffizienten und der Querhauptgeschwindigkeit auf die Spannungsamplitude, die Lüdersdehnung und die Dehngeschwindigkeit.