Influence of dissipated energy

on adiabatic shear band spacing

Influence de l’énergie dissipée sur la formation des bandes de cisaillement adiabatique multiples

 

N. Ouadoudi1, O. Oussouaddi1*, L. Daridon2, S. Ahzi3, A. Chrysochoos2

1EMMS, Faculté des Sciences et Techniques, Université My Ismaïl, 52000 Errachidia, Maroc

2LMGC-UMR CNRS 5508, Université Montpellier II-CC 048, Montpellier, 34095, France

3IMFS-UMR CNRS n° 7507, Université Louis Pasteur, 2 Rue Boussingault, Strasbourg 67000, France

* Corresponding author. E-mail: omar@lpmm.univ-metz.fr

Received :01 June 2007; revised version accepted:27 July 2007

 

Abstract

To analyse the formation of multiple adiabatic shear bands in HY100 steel, we consider an infinitely extended layer of finite thickness subjected to shear loading. The perturbation approach, associated with numerical methods, is used to determine the instability modes and their corresponding spacing. The criterion of Molinari in which it is postulated that the shear band spacing is characterized by is used. Here,  is the wave number of the perturbation that has the maximum initial growth rate.

In this study, we show that the variation of the Taylor-Quinney coefficient, as a function of shear strain is an important parameter that plays a significant role in the calculation of the shear band spacing.  At low strain rates, the assumption of a constant Taylor-Quinney parameter leads to a significant underestimation of the shear band spacing. The effects of the strain rate and material parameters on the shear band spacing are analyzed.

 

Keywords: Adiabatic shear bands ;  Perturbation method ; Shear band spacing ; HY-100 steel.

 

Résumé

Pour analyser la formation des bandes de cisaillement adiabatique multiples dans l’acier HY100, nous considérons une couche mince de longueur infinie soumise à un cisaillement simple. L’approche des perturbations associée à une méthode numérique est utilisée pour déterminer les modes d’instabilités ainsi que l’espacement entre les bandes adiabatiques. Pour ce faire, nous utilisons le critère proposé par A.  Molinari où il postule que l’espacement entre bandes de cisaillement est caractérisé par .  est le nombre d’onde de la perturbation ayant le taux de croissance initial maximum.

Dans ce travail, on montre que l’évolution de la fraction du travail plastique convertie en chaleur, en fonction de la déformation, joue un rôle important dans le calcul de l’espacement entre les bandes de cisaillement. Pour des faibles vitesses de déformation, l’hypothèse du coefficient de Taylor-Quinney constant entraîne une sous estimation significative de l’espacement entre les bandes de cisaillement. Nous étudions, également, l’influence de la vitesse de déformation ainsi que celles des paramètres du matériau sur l’espacement entre les bandes de cisaillement.

 

Mots clés : Bandes de cisaillement adiabatique ; Méthode des perturbations ; Acier HY-100 ; Cisaillement simple.

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