塑性

塑性

力學專業術語
塑性,力學專業術語,(英文Plasticity Ductility Briquettability),是指在外力作用下,材料能穩定地發生永久變形而不破壞其完整性的能力。應力超過彈性極限後,發生的變形包括彈性變形和塑性變形兩部分,塑性變形不可逆。塑性應變的大小可能是加載速度快慢的函數,如果材料響應和載荷速率或變形速率無關,稱材料為率無關,相反,與應變速率有關的塑性叫作率相關的塑性。
    中文名:塑性 外文名: 适用領域: 所屬學科: 英文名:Plasticity Ductility Briquettability 解釋:外力下,材料能發生永久變形 評價指标:伸長率A和斷面收縮率Z 鋼筋塑性:冷彎性能、延伸率 率相關性:大小可能是加載速度快慢的函數

概述

對大多數的工程材料,當其應力低于比例極限(彈性極限)時,應力一應變關系是線性的,表現為彈性行為,也就是說,當移走載荷時,其應變也完全消失。而應力超過彈性極限後,發生的變形包括彈性變形和塑性變形兩部分,塑性變形不可逆。評價金屬材料的塑性指标包括伸長率(延伸率)A和斷面收縮率Z表示。

由于屈服點和比例極限相差很小,因此在ANSYS程序中,假定它們相同。在應力一應變的曲線中,低于屈服點的叫作彈性部分,超過屈服點的叫作塑性部分,也叫作應變強化部分。塑性分析中考慮了塑性區域的材料特性。如果施加的應力大于彈性極限,材料便呈現塑性,不能恢複到初始狀态。也就是說屈服之後的形變是永久性的。

應用

依據材料的性質以及工程的要求,通過簡化得出滿足工程計算精度要求的岩土類摩擦材料、金屬類晶體材料的塑性本構關系;對強度控制的工程問題如有充分塑性變形條件則可将材料視作理想塑性材料,應用屈服條件和極限分析條件,采用傳統的或數值的極限分析方法,求得工程安全系數或極限承載力。

相關性

既然塑性是不可恢複的,那麼這種問題的就與加載曆史有關,這類非線性問題叫作與路徑相關的或非保守的非線性。

路徑相關性是指對一種給定的邊界條件,可能有多個正确的解—内部的應力,應變分布—存在,為了得到真正正确的結果,必須按照系統真正經曆的加載過程加載。

工程應力

塑性材料的數據一般以拉伸的應力—應變曲線形式給出。材料數據可能是工程應力(p/A0)與工程應變(dl/l0),也可能是真實應力(P/A)與真實應變(Ln(l/l0))。

大應變的塑性分析一般采用真實的應力,應變數據而小應變分析一般采用工程的應力、應變數據。

激活塑性

當材料中的應力超過屈服點時,塑性被激活(也就是說,有塑性應變發生)。而屈服應力本身可能是溫度、應變率、以前的應變曆史、側限壓力、其它參數中參數的函數。

在物理中,塑性即範性,與彈性相對。

鋼筋的塑性指标:冷彎性能、延伸率。

材料

在外力作用下,雖然産生較顯著變形而不被破壞的材料,稱為塑性材料。相反在外力作用下,發生微小變形即被破壞的材料,稱為脆性材料。屈服強度表示材料将發生破壞。材料的塑性和韌性的重要性并不亞于強度。塑性和韌性差的材料,工藝性能往往很差,難以滿足各種加工及安裝的要求,運行中還可能發生突然的脆性破壞。

這種破壞往往滑事故前兆,其危險性也就更大。脆性材料抵抗沖擊載荷的能力更差。"塑性材料"(plastic material);工程上常将延伸率占5%的材料稱為塑性材料,而将延伸率占<5%的材料稱為脆性材料。

對于塑性材料,其抗拉與抗壓強度基本相等,對于脆性材料,其抗拉強度一般小于其抗壓強度塑性材料在斷裂前的變形較大,塑性指标(斷面收縮率和伸長率)較高,抵抗拉斷的能力較好,其常用的強度指标是屈服極限,而且一般地說,在拉伸和壓縮時的屈服極限值相同。

實驗

1、實驗目的

在力學試驗機上進行室溫壓縮實驗,掌握實驗技能。

初步分析金屬冷變形時變形抗力和加工硬化現象的影響因素。

2、實驗原理

變形抗力是材料産生塑性變形時單位面積上對抗變形的阻力。

實驗采用100kN力學試驗機和圓柱壓縮模具進行金屬室溫壓縮變形抗力的測定,同時還對圓柱壓縮時的加工硬化現象進行分析和評定。

金屬塑性成形過程中,随着冷變形程度的提高,變形抗力增加,硬度上升,塑性下降,這就是“加工硬化”現象。“加工硬化”實質上是由于在外力作用下金屬塑性變形過程中位錯運動受阻,主要表現為交叉滑移中位錯運動範圍縮小,因此金屬性能随之改變。

3、實驗内容

(1)學習圓柱壓縮變形抗力的測定方法,了解技術準備的有關内容;

(2)完成冷軋/退火狀态45鋼圓柱不同變形程度的壓縮;

(3)分析評定加工硬化現象(無潤滑劑和有潤滑劑)。

4、實驗步驟

(1)分組領取試樣,指定壓縮實驗方案和模具使用方案;

(2)将要進行加工硬化現象分析的試樣,在壓縮前測量并紀錄其幾何尺寸和硬度值;

(3)開動力學試驗機,分組完成不同變形程度的圓柱壓縮;

(4)測量并紀錄壓縮後試樣的幾何尺寸和硬度值;

(5)對試樣進行不同變形程度的壓縮變形,獲得壓縮變形實驗曲線;

(6)測量并紀錄壓縮後試樣的幾何尺寸,處理并分析壓縮變形實驗曲線。

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