Numéro
J. Phys. IV France
Volume 01, Numéro C3, Octobre 1991
DYMAT 1991 - 3rd International Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materials under Dynamic Loading
Page(s) C3-565 - C3-572
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jp4:1991379
DYMAT 1991 - 3rd International Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materials under Dynamic Loading

J. Phys. IV France 01 (1991) C3-565-C3-572

DOI: 10.1051/jp4:1991379

DYNAMIC FRACTURE OF WELDED JOINTS

J.H. GIOVANOLA1, R.W. KLOPP1, S.W. KIRKPATRICK1 and W.W. McDONALD2

1  SRI International, 333 Ravenswood Avenue, Menlo Park, CA 94025 U.S.A.
2  White Oak Laboratory, Naval Surface Warfare Center, Silver Spring, MD 20903-5000, U.S.A.


Résumé
Cette communication présente une étude expérimentale et analytique de la rupture dynamique de soudures en "T" sur un acier à haute résistance. Un dispositif expérimental permettant d'atteindre des vitesses de déformation de plusieurs milliers de s-l est conçu. Les conditions expérimentales sont déterminées par ajustement de l'épaisseur de la plaque d'explosif et par la densité ou l'épaisseur du matériau écran. La vitesse initiale mesurée de la plaque d'acier constitue une donnée d'entrée dans un code aux éléments finis pour calculer les contraintes, les déformations et l'endommagement en fonction du temps dans la zone de rupture. Deux échantillons de tailles différentes ont été expérimentés pour évaluer les effets d'échelle sur les soudures. Pour les deux tailles d'échantillon, les conditions de rupture varient géométriquement. Les résultats expérimentaux sont en accord avec l'analyse basée sur un modèle de rupture ductile statistique, indépendant de la vitesse de déformation. Cet accord suggère que l'endommagement dans les soudures de cet acier est peu sensible à la vitesse de déformation.


Abstract
This paper presents an experimental and analytical investigation of dynamic fracture of T-shaped welded joints (stiffener on a plate) in a high strength steel. A fracture test was designed in which strain rates of several thousand per second can be reached in the weldment region by loading the specimen with tamped explosive. Test conditions can be reliably controlled by adjusting the thickness of the explosive and the density and thickness of the tamping material. The measured initial specimen plate velocity is used as input for finite element simulations of the experiments to calculate the stress and strain and fracture damage histories in the fracture region. Experiments on two specimen sizes were performed to evaluate the effect of geometric scaling of the size on fracture of the weldments. For the two sizes investigated, fracture conditions scaled geometrically. The experimental results were in good agreement with the results of an analysis that used a rate independent, statically calibrated local fracture model to describe fracture by ductile void growth. This agreement suggests that fracture damage in weldments of this particular steel is not very rate sensitive.



© EDP Sciences 1991