Plasticity of damaged solids and shear band localization

Summary The main objective of the paper is the investigation of shear band localization conditions for finite elastic-plastic rate independent deformations of damaged solids. The first part of the paper is devoted to the formulation of the constitutive relations for elastic-plastic solids when isotropic and kinematic hardening effects and the micro-damage process are taken into consideration. The isotropic work-hardening effect is incorporated in the theory directly by defining the work-hardening-softening material function while the kinematic hardening effect and the softening effect generated by the micro-damage process are described by means of the internal state variable method. The second part of the paper aims at the investigation of the localization of plastic deformations. Different effects on the localization phenomenon are investigated. Particular attention is focused on kinematic hardening and micro-damage effects. It has been found that the influence of these two cooperative phenomena on the onset of localization within shear bands has synergetic nature. The results obtained are in good agreement with recent experimental observations.

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Plastizität von geschädigten Feststoffen und Lokalisierung in Scherzonen

Übersicht Hauptgegenstand der Arbeit ist die Untersuchung der Bedingungen, die bei großen elastischplastischen Formänderungen von geschädigten, formänderungsgeschwindigkeitunabhängigen Feststoffen zur Lokalisierung in Scherzonen führen. Der erste Teil dient der Formulierung des Stoffgesetzes für elastischplastische Werkstoffe mit isotroper und kinematischer Verfestigung sowie Mikro-Schädigung. Die isotrope Verfestigung wird unmittelbar durch eine Verfestigungs-Entfestigungsfunktion berücksichtigt, während die kinematische Verfestigung und die Entfestigung infolge Mikro-Schädigung durch innere Zustandsgrößen beschrieben werden. Der zweite Teil befaßt sich mit der Lokalisierung der plastischen Formänderung, wobei verschiedene Einflüsse untersucht werden. Besondere Aufmerksamkeit wird auf die kinematische Verfestigung und Mikro-Schädigung gerichtet. Es stellt sich heraus, daß beide Erscheinungen bei der Lokalisierung in Scherzonen zusammenwirken. Die Ergebnisse stehen in guter Übereinstimmung mit neueren experimentellen Beobachtungen.