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包辛格效应的物理意义 孙天朔12518242015 10 27 2020 3 18 1 包辛格效应的物理意义 在金属塑性加工过程中正向加载引起的塑性应变强化导致金属材料在随后的反向加载过程中呈现塑性应变软化 屈服极限降低 的现象 当将金属材料先拉伸到塑性变形阶段后卸载至零 再反向加载 即进行压缩变形时 材料的压缩屈服极限 s 比原始态 即未经预先拉伸塑性变形而直接进行压缩 的屈服极限 s 明显要低 指绝对值 若先进行压缩使材料发生塑性变形 卸载至零后再拉伸时 材料的拉伸屈服极限同样是降低的 2020 3 18 2 包辛格效应的原理 在金属单晶体材料中不出现包辛格效应 所以一般认为 它是由多晶体材料晶界间的残余应力引起的 包辛格效应使材料具有各向异性性质 2020 3 18 3 包辛格效应的原理 如图所示 具有强化性质的材料受拉且拉应力超过屈服极限 A点 后 材料进入强化阶段 AD段 若在B点卸载 则再受拉时 拉伸屈服极限由没有塑性变形时的A点的值提高到B点的值 若在卸载后反向加载 则压缩屈服极限的绝对值由没有塑性变形时的A 点的值降低到B 点的值 图中OACC 线是对应更大塑性变形的加载 卸载 反向加载路径 其中与C和C 点对应的值分别为新的拉伸屈服极限和压缩屈服极限 若一个方向屈服极限提高的值和相反方向降低的值相等 则称为理想包辛格效应 2020 3 18 4 包辛格效应的特性 包辛格效应使材料具有明显的各向异性 使金属材料塑性加工过程的力学分析复杂化 为使问题简单 易于进行力学分析 在塑性加工的力学分析中 通常对包辛格效应不予考虑 但对于具有往复加载卸载再加载的变形过程 有反向塑性变形的问题则应予考虑 2020 3 18 5 包辛格效应参数 包辛格效应参数等于正向变形屈服应力和反向变形屈服应力之差 对于一个构件 它的包辛格效应参数越大则说明其性能越差 反之则越好 2020 3 18 6 包辛格效应的意义 关于包辛格效应机制的知识对发展复杂循环塑性形变的本构模型 对从本质上理解加工硬化现象 以及对合理说明一些疲劳效应 如平均应力的弛豫和循环蠕变等都至关重要 包辛格效应可用来确认各种不同位错机制对应变硬化的贡献 任何一个完备的硬化理论都必须定量解释载荷反向时的包辛格效应 即可用来检验理论的有效性 2020 3 18 7 包辛格效应在飞行器制造业的应用 对于先拉后弯 包氏效应有利于降低回弹 但由于预拉伸量较小 或反向加载区域较小 其影响不大 对于先弯后拉 包氏效应不利于减小回弹 拉弯常
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