DEVELOPMENT AND VALIDATION OF A SIMULATION METHOD FOR DYNAMIC TENSILE AND FRACTURE TESTS USING EXPLICIT AND IMPLICIT FINITE ELEMENT CODES

K. KUSSMAUL; A. KLENK; M. SCHÜLE; H. KLAMSER

doi:doi:10.1051/jp4:19913115

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)		C3-821 - C3-828
DOI		https://doi.org/10.1051/jp4:19913115

DYMAT 1991 - 3rd International Conference on Mechanical and Physical Behaviour of Materials under Dynamic Loading

J. Phys. IV France 01 (1991) C3-821-C3-828
DOI: 10.1051/jp4:19913115

DEVELOPMENT AND VALIDATION OF A SIMULATION METHOD FOR DYNAMIC TENSILE AND FRACTURE TESTS USING EXPLICIT AND IMPLICIT FINITE ELEMENT CODES

K. KUSSMAUL¹, A. KLENK¹, M. SCHÜLE¹ and H. KLAMSER²

¹ Staatliche Materialprüfungsanstalt (MPA), Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 32, D-7000 Stuttgart 80, Germany
² Dr.-Ing.h.c. F. Porsche AG, Porschestr., D-7251 Weissach, Germany

Résumé
Ce papier décrit une méthode pour simuler des essais dynamiques de traction et de rupture lors d'une vitesse de traction moyenne. Avec la méthode des éléments finis on a simulé l'événement d'impact entier en effectuant dans une 33 MJ machine rotative aux essais au choc des essais de traction avec des éprouvettes rondes et des essais de rupture avec des éprouvettes plats de traction qui étaient entaillées des deux côtés. On a fait une comparaison des résultats experimentales. On a atteint des informations complémentaires sur les conditions de charge et trouvé une distribution de contrainte homogène sur le long de la jauge de contraintes fixée à l'éprouvette de traction. On a également obtenu des déplacements aux interfaces appropriées des éprouvettes plats de traction entaillés des deux côtés. Ces déplacements ont été utilisés comme des conditions aux limites pour une analyse avec la méthode des éléments finis, à qui appartient un réseau fine pour calculer des paramètres de rupture mécanique et des contraintes et déplacements au bout de l'entaille.

Abstract
A method for the simulation of dynamic tensile and fracture tests at intermediate strain rates is described. The whole impact event which takes place during dynamic tensile tests with smooth round bar specimens and fracture tests with double edge notched tensile (DENT) specimens at a 33 MJ-rotating disk impact machine is simulated by means of an explicit finite element code. A comparison with experimental results was made. Additional information about loading conditions could be obtained and a homogeneous stress distribution along the gauge length of the tensile specimen was found. Displacements at suitable interfaces of the DENT-specimens were obtained and used as boundary conditions for a finite element analysis with a fine mesh with an implicit time integration scheme to calculate fracture mechanics parameters as well as stresses, strains and displacements in the vicinity of the notch tip.