Spall through void nucleation, growth and coalescence

Résumé
Des expériences de chargement dynamique par projection de plaques ont été effectuées à des vitesses entre 53 et 256 m/s sur du laiton contenant des particules de plomb pour étudier le processus de rupture ductile à des taux élevés de déformation. Les particules de plomb dispersées dans le métal agissent comme site de nucléation favorisant la rupture ductile par les mécanismes de nucléation, croissance et jonction des vides. De l'écaillage a été observé pour des vitesses d'impact supérieures à 120 m/s. Les mesures de vitesses de la surface libre des plaques cibles ont été effectuées à l'aide d'un VISAR et elles ont servi à valider un modèle de rupture ductile basé sur la fonction d'écrouissage de Gurson [l] qui a été implémenté dans le code hydrodynamique LS-DYNA2D. Les résultats prédits par simulation et les valeurs mesurées de vitesse des écailles sont très similaires.

Abstract
Plate impact experiments, in the range 53-256 m/s, have been performed on leaded brass to study the process of ductile fracture under high rates of strain. The material contains a dispersion of lead particles which serve as void nucleation sites and promote ductile fracture through void nucleation, growth and coalescence. Spall was observed to occur for impact velocities above 120 m/s. Recorded free surface velocities from VISAR measurements have been used to assess a model of ductile fracture based on the Gurson [l] yield function implemented within the LS-DYNA2D hydrocode. Good agreement is found between predicted and measured spall velocities.