Dynamic tensile tests on ferritic and austenitic steels with improved testing and measuring technique

Résumé
Pour une analyse des structures soumises aux charges dynamiques à l'aide de la méthode des éléments finis un modèle constitutif dynamique est nécessaire pour obtenir des résultats fiables. Pour cette raison des essais dynamiques de traction ont été faits aux différentes vitesses avec l'acier à gros grains 20 MnMoNi 5 5 (A 508 Cl. 3) et l'acier austénitique X 6 CrNi 18 11. Des éprouvettes rondes et lisses de différentes géometries ont été utilisées. Les déplacements à l'extrémité basse de l'éprouvette ainsi que la force et l'extension ont été mesurés. L'évenement entier de l'impact pendant les essais dynamiques de traction à l'aide de la 33 MJ machine d'impact de rotation est simulé en utilisant le code des éléments finis DYNA3D. On a obtenu des informations concernant les conditions de charge et observé la distribution des contraintes, l'extension et la vitesse de l'extension le long de la jauge de contraintes pendant l'essai. De cette manière la technique de mesurer les contraintes et l'extension pouvait être améliorée. Finalement le comportement dynamique contraintes/extension de l'acier ferritique et austénitique est discuté.

Abstract
For analysing dynamically loaded structures by means of the finite element method a dynamic constitutive material model is necessary to obtain reliable results. For this purpose dynamic tensile tests were performed with the fine grained steel 20 MnMoNi 5 5 (A 508 Cl. 3) and the austenitic steel X 6 CrNi 18 11 at different velocities. Smooth round bar specimens of different geometries were used. Displacement at the lower end of the specimen as well as force and strain were measured. The whole impact event taking place during dynamic tensile tests on a 33 MJ-rotating disk impact machine is simulated by means of the explicit finite element code DYNA3D. Information on the loading conditions during the test could be obtained and stress, strain respectively strain rate distribution along the gauge length were observed. Thus the measuring technique of stress and strain could be improved. Finally the dynamic stress-strain behaviour of the ferritic and austenitic steel is discussed.