視塑性法

視塑性法(visioplastieitymethod)將金屬的實驗測量與隨後進行的應力計算相結合的塑性加工力學分析方法。

概述

視塑性法(visioplastieitymethod)將金屬的實驗測量與隨後進行的應力計算相結合的塑性加工力學分析方法。該法一般用來分析平面變形和軸對稱變形等全屬塑性加工過程的應變和應力分布,具體作法是:在坯料的某個能代表該變形過程中最大主變形方向的截面上蝕刻格線,給坯料一個小的變形增量後,在放大的照片上或直接在試件上用工具顯微鏡觀測格線的畸變。這樣,可定出每個格線單元的位移量並由位置羹攀氫二根據蝕刻格線畸變推斷瞬時速度矢量移得出速度,給出圖示的結果。每一點的速度矢量可分解成x、y方向的分量u和v。如果格線單元的間隔選得足夠小,則可畫出光滑曲線表示金屬的流線,也可畫出u、。對位置坐標x、y的變化關係圖。在恰當的速度一位置曲線上求出某點的斜率,即能獲得該點的應變速率分量因此,記錄下連續以小變形增量進行的整個變形過程中每一階段的變形信息,即可獲取該變形過程的變形信息。對於穩定流動過程,從一個穩定流動狀態下格線的圖形,可得到整個穩定流動期間完整的速度場。

歷史

1952年湯姆森(E.G.Thomsen)等由列維一米澤斯(Levy一Mises)方程、應力平衡方程及塑性條件,導出了平面變形問題和軸對稱問題由應變速率計算應力的顯式公式,例如:對於平面變形間題勢一粵「具{熟不異卜粵具{哭{1(2)刁少3L子少\萬/於/2axl百厲/J由上式看出,只要應變速率已知,於已知,即可由它計算出流動場中的應力。若能找出應變速率函式關係,那么積分式(2),前者繁瑣,包含著大量手工操作,一般採用流函式解法。採用相似的方法,也可導出軸對稱問題下的應力計算式並按上述過程求解。上述對應變速率的計算中,需要對位移或速度求導。為減少誤差,可將數據進行擬合平滑處理。在對穩定流動過程的實驗數據進行擬合時,常引入流函式;例如對平面變形間題,x、y方向的位移速度可由擬合求得的流函式,表示為T,由視塑性法的實驗數據可獲得整個變形區截面上的應變情況,根據列維一米澤斯法則,應變增量主方向與主應力方向相同,因此某點最大剪應變方向即該點滑移線方向。這樣可獲得該變形條件下整個變形區截面上的真實滑移線場。視塑性法能提供詳盡的資料,能直接根據實驗來確定應變速率分布。導出的應變值是精確的,還能獲得應力分布的詳細情況。隨著計算機技術的進步,它是研究金屬塑性加工過程中變形情況的一種有用的快速方法。

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