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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 3/2019

02.01.2019

Role of Anisotropic Strength and Stiffness in Governing the Initiation and Propagation of Yielding in Polycrystalline Solids

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 3/2019

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Abstract

The ratio of directional strength-to-stiffness is important in governing the relative order in which individual crystals within a polycrystalline aggregate will yield as the aggregate is loaded. In this paper, a strength-to-stiffness parameter is formulated for multiaxial loading that extends a similar parameter developed specifically for uniaxial loading. Building on the principle of strength-to-stiffness, a methodology for predicting the macroscopic stresses at which elements in a finite element mesh yield is developed. This analysis uses elastic strain data from one increment of a purely elastic finite element simulation to make the prediction, given knowledge of the single-crystal yield surface. Simulations of austenitic stainless steel AL6XN are used to demonstrate the effectiveness of the strength-to-stiffness parameter and yield prediction methodology.

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Fußnoten
1
This form of Hooke’s Law differs from that presented in Section IV (Eqs. [27] to [29]) in that here the Cauchy stress appears and there the Kirchhoff stress is used. The difference is small between the two, generally a fraction of a percent. Using the Cauchy stress here simplifies the development without altering the results significantly.
 
Literatur
1.
Zurück zum Zitat W.F. Hosford, The mechanics of crystals and textured polycrystals (Oxford University Press, New York, 1993) W.F. Hosford, The mechanics of crystals and textured polycrystals (Oxford University Press, New York, 1993)
3.
Zurück zum Zitat U.F. Kocks, C.N. Tomé, H.R. Wenk, Texture and Anisotropy (Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1998) U.F. Kocks, C.N. Tomé, H.R. Wenk, Texture and Anisotropy (Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1998)
7.
Zurück zum Zitat I. Noyan, J. Cohen, Residual Stress, Measured by Diffraction and Interpretation, (Springer-Verlag, New York, 1987) I. Noyan, J. Cohen, Residual Stress, Measured by Diffraction and Interpretation, (Springer-Verlag, New York, 1987)
8.
Zurück zum Zitat R. Snyder, J. Fiala, and H. Bunge: IUCR Crystallographic Symposia, Oxford University Press, Oxford, 1999 R. Snyder, J. Fiala, and H. Bunge: IUCR Crystallographic Symposia, Oxford University Press, Oxford, 1999
9.
Zurück zum Zitat J. Als-Nielsen, D. McMorrow, Elements of Modern X-Ray Physics (Wiley, West Sussex, U.K., 2001) J. Als-Nielsen, D. McMorrow, Elements of Modern X-Ray Physics (Wiley, West Sussex, U.K., 2001)
10.
Zurück zum Zitat M. Miller, P. Dawson, Current Opinion in Solid State and Materials Science 2014, 286–299 (2014)CrossRef M. Miller, P. Dawson, Current Opinion in Solid State and Materials Science 2014, 286–299 (2014)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat P. Dawson, D. Boyce, S. MacEwen, R. Rogge, Metallurgical and Materials Transactions A 31, 1543–1555 (2000)CrossRef P. Dawson, D. Boyce, S. MacEwen, R. Rogge, Metallurgical and Materials Transactions A 31, 1543–1555 (2000)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat U. Leinert, T. Han, J. Almer, P. Dawson, T. Leffers, L. Margulies, H. Nielsen, H. Poulsen, Acta Materialia 52, 4461–4467 (2004)CrossRef U. Leinert, T. Han, J. Almer, P. Dawson, T. Leffers, L. Margulies, H. Nielsen, H. Poulsen, Acta Materialia 52, 4461–4467 (2004)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat X. Song, S.Y. Zhang, D. Dini, A. Korsunsky, Computational Materials Science 44, 131–137 (2008)CrossRef X. Song, S.Y. Zhang, D. Dini, A. Korsunsky, Computational Materials Science 44, 131–137 (2008)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat L. Li, S. Van Petegem, H. Van Swygenhoven, P. Anderson, Acta Materialia 60, 7001–7010 (2012)CrossRef L. Li, S. Van Petegem, H. Van Swygenhoven, P. Anderson, Acta Materialia 60, 7001–7010 (2012)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat P. Hedstrom, T.-S. Han, U. Lienert, J. Almer, M. Oden, Acta Mater. 58, 734–744 (2010)CrossRef P. Hedstrom, T.-S. Han, U. Lienert, J. Almer, M. Oden, Acta Mater. 58, 734–744 (2010)CrossRef
16.
17.
18.
Zurück zum Zitat P. Dawson, D. Boyce, S. MacEwen, R. Rogge, Materials Science and Engineering A 313, 123–144 (2001)CrossRef P. Dawson, D. Boyce, S. MacEwen, R. Rogge, Materials Science and Engineering A 313, 123–144 (2001)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat X. Song, S.Y. Zhang, D. Dini, A.M. Korsunsky, Computational Materials Science 44, 131–137 (2008)CrossRef X. Song, S.Y. Zhang, D. Dini, A.M. Korsunsky, Computational Materials Science 44, 131–137 (2008)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat P.R. Dawson, D.E. Boyce, R. Rogge, Materials Science and Engineering A 399, 13–25 (2005)CrossRef P.R. Dawson, D.E. Boyce, R. Rogge, Materials Science and Engineering A 399, 13–25 (2005)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat T. Marin, P.R. Dawson, M.A. Gharghouri, J. Mech. Phys. Solids 60, 921–944 (2012)CrossRef T. Marin, P.R. Dawson, M.A. Gharghouri, J. Mech. Phys. Solids 60, 921–944 (2012)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat D.M. Collins, T. Erinosho, F. Dunne, R.I. Todd, T. Connolley, M. Mostafavi, H. Kupfer, A.J. Wilkinson, Acta Materialia 124, 290–304 (2017)CrossRef D.M. Collins, T. Erinosho, F. Dunne, R.I. Todd, T. Connolley, M. Mostafavi, H. Kupfer, A.J. Wilkinson, Acta Materialia 124, 290–304 (2017)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat J.V. Bernier, M.P. Miller, Journal of Applied Crystallography 39, 358–368 (2006)CrossRef J.V. Bernier, M.P. Miller, Journal of Applied Crystallography 39, 358–368 (2006)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat M. Miller, J.-S. Park, P.R. Dawson, T.-S. Han, Acta Materialia 56, 3927–3939 (2008)CrossRef M. Miller, J.-S. Park, P.R. Dawson, T.-S. Han, Acta Materialia 56, 3927–3939 (2008)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat E. Wielewski, D.E. Boyce, J.-S. Park, M. Matthew, P.R. Dawson, Acta Materialia 126, 469–480 (2017)CrossRef E. Wielewski, D.E. Boyce, J.-S. Park, M. Matthew, P.R. Dawson, Acta Materialia 126, 469–480 (2017)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat P.R. Dawson, D.E. Boyce, J.-S. Park, E. Wielewski, M.P. Miller, Acta Materialia 144, 92–106 (2018)CrossRef P.R. Dawson, D.E. Boyce, J.-S. Park, E. Wielewski, M.P. Miller, Acta Materialia 144, 92–106 (2018)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat M. Kasemer, M. Echlin, J. Stinville, T. Pollock, P. Dawson, Acta Materialia 136, 288–302 (2017)CrossRef M. Kasemer, M. Echlin, J. Stinville, T. Pollock, P. Dawson, Acta Materialia 136, 288–302 (2017)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat J.C. Schuren, S.L. Wong, P.R. Dawson, M.P. Miller, J. Strain Analysis 49, 33–50 (2014)CrossRef J.C. Schuren, S.L. Wong, P.R. Dawson, M.P. Miller, J. Strain Analysis 49, 33–50 (2014)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat C. Efstathiou, D.E. Boyce, J.-S. Park, U. Lienert, P.R. Dawson, M.P. Miller, Acta Materialia 58, 5806–5816 (2010)CrossRef C. Efstathiou, D.E. Boyce, J.-S. Park, U. Lienert, P.R. Dawson, M.P. Miller, Acta Materialia 58, 5806–5816 (2010)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat D.C. Pagan, P.A. Shade, N.R. Barton, J.-S. Park, P. Kenesei, D.B. Menasche, J.V. Bernier, Acta Materialia 128, 406–417 (2017)CrossRef D.C. Pagan, P.A. Shade, N.R. Barton, J.-S. Park, P. Kenesei, D.B. Menasche, J.V. Bernier, Acta Materialia 128, 406–417 (2017)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat K. Chatterjee, J. Kob, J.J.T. Weiss, H. Philipp, J. Becker, C. Purohit, S. Gruner, A. Beaudoin, Journal of the Mechanics and Physics of Solids 109, 95–116 (2017)CrossRef K. Chatterjee, J. Kob, J.J.T. Weiss, H. Philipp, J. Becker, C. Purohit, S. Gruner, A. Beaudoin, Journal of the Mechanics and Physics of Solids 109, 95–116 (2017)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat M. Obstalecki, S.L. Wong, P.R. Dawson, M.P. Miller, Acta Mater. 75, 259–272 (2014)CrossRef M. Obstalecki, S.L. Wong, P.R. Dawson, M.P. Miller, Acta Mater. 75, 259–272 (2014)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat S.-L. Wong, M. Obstalecki, J.-S. Park, M. Miller, P. Dawson, Journal of the Mechanics and Physics of Solids 79, 157–185 (2015)CrossRef S.-L. Wong, M. Obstalecki, J.-S. Park, M. Miller, P. Dawson, Journal of the Mechanics and Physics of Solids 79, 157–185 (2015)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat H. Abdolvand, M. Majkut, J. Oddershede, J.P. Wright, M.R. Daymond, Acta Materialia 93, 235–245 (2015)CrossRef H. Abdolvand, M. Majkut, J. Oddershede, J.P. Wright, M.R. Daymond, Acta Materialia 93, 235–245 (2015)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat H. Paranjape, P. Paul, H. Sharma, P. Kenesei, J.-S. Park, T. Duerig, L. Brinson, A.P. Stebner, Journal of the Mechanics and Physics of Solids 102, 46–66 (2017)CrossRef H. Paranjape, P. Paul, H. Sharma, P. Kenesei, J.-S. Park, T. Duerig, L. Brinson, A.P. Stebner, Journal of the Mechanics and Physics of Solids 102, 46–66 (2017)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat K. Kapoor, M. Sangid, Materials Science and Engineering: A 729, 53–63 (2018)CrossRef K. Kapoor, M. Sangid, Materials Science and Engineering: A 729, 53–63 (2018)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat H. Proudhon, N. Vaxelaire, S.S. Labat, S. Forest, O. Thomas, C. R. Physique 11, 293–303 (2010)CrossRef H. Proudhon, N. Vaxelaire, S.S. Labat, S. Forest, O. Thomas, C. R. Physique 11, 293–303 (2010)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat S.L. Wong, J.S. Park, M.P. Miller, P.R. Dawson, Comput. Mater. Sci. 77, 456–466 (2013)CrossRef S.L. Wong, J.S. Park, M.P. Miller, P.R. Dawson, Comput. Mater. Sci. 77, 456–466 (2013)CrossRef
40.
Zurück zum Zitat E.B. Marin, P.R. Dawson, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 165, 1–21 (1998)CrossRef E.B. Marin, P.R. Dawson, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 165, 1–21 (1998)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat E.B. Marin, P.R. Dawson, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 165, 23–41 (1998)CrossRef E.B. Marin, P.R. Dawson, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 165, 23–41 (1998)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat Allegheny Ludlum Corporation: Stainless Steel Al-6xn Alloy, Technical Data Blue Sheet, no date Allegheny Ludlum Corporation: Stainless Steel Al-6xn Alloy, Technical Data Blue Sheet, no date
43.
Zurück zum Zitat R. Quey, P. Dawson, F. Barbe, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 200, 1729–1745 (2011)CrossRef R. Quey, P. Dawson, F. Barbe, Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 200, 1729–1745 (2011)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat T. Marin, P.R. Dawson, M.A. Gharghouri, R.B. Rogge, Acta Mater. 56, 4183–4199 (2008)CrossRef T. Marin, P.R. Dawson, M.A. Gharghouri, R.B. Rogge, Acta Mater. 56, 4183–4199 (2008)CrossRef
45.
46.
Zurück zum Zitat S. Torbert: Applied Computer Science, 2nd edn. Springer International Publishing, Berlin, 2016. S. Torbert: Applied Computer Science, 2nd edn. Springer International Publishing, Berlin, 2016.
Metadaten
Titel
Role of Anisotropic Strength and Stiffness in Governing the Initiation and Propagation of Yielding in Polycrystalline Solids
Publikationsdatum
02.01.2019
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 3/2019
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-018-5013-5

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