Variation and consistency of Young’s modulus in steel

Den mekaniskt uppmätta Young’s modulus hos metaller är konsekvent lägre än den fysikaliskt uppmätta, särskilt efter plastisk belastning. Dessutom är det nominellt elastiska belastnings- och avlastningsbeteendet inte linjärt; det uppvisar betydande krökning och hysterese. Även om många rapporter om denna så kallade ”modulus-effekt” har publicerats är det okänt hur konsekvent beteendet är mellan olika stålsorter eller inom en och samma stålsort som produceras med olika metoder och av olika leverantörer. Det vill säga, det finns lite information om huruvida det är nödvändigt för tillverkarna att mäta och kontrollera den mekaniska modulen för varje stålrulle för att garantera exakta simuleringar, konsekvent formning och tillförlitligt beteende under drift. För att ta itu med dessa frågor har 12 stål (4 olika kvaliteter: IF, HSLA, DP600, DP980; 3 tillverkare per kvalitet) genomgått modulmätningar med hög precision med hjälp av mekanisk provning, resonansfrekvensdämpningsanalys och ultraljudspulsechoteknik. Alla dessa mätningar visar på en anmärkningsvärd samstämmighet inte bara mellan leverantörer utan även mellan kvaliteter. Den viktigaste faktorn för hysteresis/krökning av spännings-deformationsresponsen visade sig vara legeringens nominella flödesspänning. Andra variationer av den totala mekaniska modulen är små jämfört med hysteresen/krökningen. Följande slutsatser drogs: 1) Det finns ingen signifikant skillnad mellan leverantörer av en enskild stålsort, 2) det finns mycket små skillnader mellan stålsorter, förutom de som beror på olika hållfasthet, 3) mekanisk avlastning och omlastning efter förspänning är likartade, 4) cykliska belastnings- och avlastningscykler har ingen ackumulerad effekt, förutom genom en mindre förändring av flödesspänningen, och 5) den initiala belastnings- eller avlastningsmodulen liknar i hög grad den fysikaliska modulen, men den mekaniskt uppmätta lutningen försämras mycket snabbt när belastning eller avlastning fortskrider, och stabiliseras till och med vid en liten belastning (<2%). Det uppmätta beteendet vid avlastning och omlastning är mer konsekvent och reproducerbart än vid den inledande belastningen, och avlastningsbeteendet är mer konsekvent och reproducerbart än omlastningsbeteendet. Det rekommenderas därför att avlastning efter förspänning används för att representera allt nominellt elastiskt icke-linjärt beteende på ett så exakt sätt som möjligt.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.