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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 金属 » 基础研究 » 【交流】应变速率问题探讨
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lvfengimr

至尊木虫 (著名写手)

博士论文 加油！

[交流] 【交流】应变速率问题探讨已有9人参与

一般做拉伸试验，对大部分金属材料，基本是高应变速率下得到较高强度与较低延伸率；而低应变速率下得到较低强度与较高延伸率，似乎是一个普遍的现象
请问是如何解释这种现象产生的原因的呢？

还有一个比较反常的现象，就是高应变速率下强度不变，但是延伸率却有很大的提高。应该用什么理论去解释呢？
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tryyourbestwhiledoanything
1楼2011-04-01 16:27:24
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

comma

专家顾问 (知名作家)

材料人
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Originally posted by lvfengimr at 2011-04-01 16:27:24:
一般做拉伸试验，对大部分金属材料，基本是高应变速率下得到较高强度与较低延伸率；而低应变速率下得到较低强度与较高延伸率，似乎是一个普遍的现象
请问是如何解释这种现象产生的原因的呢？

还有一个比较反常 ...

这个问题就是位错理论解释经典的加工硬化理论。
金属在塑性变形时，位错不断增殖，以及多系滑移引起位错长程、短程的交互作用，同时还有第二相、界面等因素影响，出现加工硬化。强度的提高就是位错密度增加交互作用增强，如位错塞积。
而延伸率源于不断地有位错增殖，保持塑性变形，也就是说位错从增殖到滑动离开原位置有足够的空间。
这里就出现矛盾！这个矛盾对于工程应用就是合理的加工工艺设计。也解释了材料的强度与塑性是对立的理由。
高应变速率下位错塞积进程加快，通俗的话就是位错运动的空间不足，位错来不及缠结“回复”低能状态，所以强度提高。而应变速率低，位错有足够时间“回复”，位错间以及位错与其他的交互弱化，充分滑移，保证了塑变。
总而言之，外界条件的变化对性能的影响，从微观来讲就是是否影响位错运动“灵便性”。
温度与应变速率恰好相反，高温对应慢速率，低温对应快速率，都是针对位错是否运动灵便而言的。
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每天一小步也有新高度
5楼2011-04-02 11:52:06
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fish99

铜虫 (小有名气)
对于大多数金属材料，包括bcc和fcc，应变速率增加，通常都对应的是抗拉强度增加，延伸率增加，但增加的幅度不大。
这是一种正常现象
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3楼2011-04-02 05:46:42
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imrsfb

铁杆木虫 (著名写手)
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Originally posted by lvfengimr at 2011-04-01 16:27:24:
一般做拉伸试验，对大部分金属材料，基本是高应变速率下得到较高强度与较低延伸率；而低应变速率下得到较低强度与较高延伸率，似乎是一个普遍的现象
请问是如何解释这种现象产生的原因的呢？

还有一个比较反常 ...

BMG中高应变速率下强度不增加，但是延伸率提高，归结于单个剪切带无法满足变形要求，从而多重剪切带萌生，从而贡献塑性，提高延伸率。

你那个反常的是否可以联想一下解释呢
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8楼2011-04-03 21:02:07
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普通回帖

draw

木虫 (小有名气)
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延伸率的大小大概取决于什么时候达到颈缩或断裂的临界条件。与材料、塑性变形方式、应变速率有关。具体情况具体分析吧
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2楼2011-04-01 19:23:50
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lvfengimr

至尊木虫 (著名写手)

博士论文 加油！
引用回帖:
Originally posted by draw at 2011-04-01 19:23:50:
延伸率的大小大概取决于什么时候达到颈缩或断裂的临界条件。与材料、塑性变形方式、应变速率有关。具体情况具体分析吧

就是这样的正常现象，怎么合理来解释的呢？
力学性能书上也是那么说的，但是熟知不等于真知，具体的机理不是很明白
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tryyourbestwhiledoanything
4楼2011-04-02 08:21:02
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chuyezuo

铁虫 (小有名气)
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材料塑性变形动力学里面有个参数叫应变速率敏感度，貌似是专门研究这个的吧
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6楼2011-04-03 13:56:21
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lixiangfm

木虫 (著名写手)
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Originally posted by comma at 2011-04-02 11:52:06:
这个问题就是位错理论解释经典的加工硬化理论。
金属在塑性变形时，位错不断增殖，以及多系滑移引起位错长程、短程的交互作用，同时还有第二相、界面等因素影响，出现加工硬化。强度的提高就是位错密度增加交互 ...

这个应该是合理的解释。
金属以前自学的，被金属所拒之门外之后都忘了。依稀记得这些应该是金属学里面比较大篇幅写的东西。
现在做流变学。
从流变的角度分析下吧。这个分析类似哲学分析，对所有材料都适用。而且与上面这位仁兄微观的分析完全吻合。
reiner很久很久以前，专门写过一篇deborah数（Deborah Number）的文章。
deborah数=松弛时间/观察时间
事物本质的特征松弛时间你可以认为是一个定值。
观察时间非常短的时候，debrah数很大，事物来不及松弛，看起来是固体，就是表现出弹性、可恢复形变、储能等特质。
观察时间很长的时候，事物来得及松弛，看起来是流体，即表现出粘性、不可恢复形变、耗散等特质。
所以，reiner说希伯来文的圣经上说：上帝面前，山也是流动的。

[ Last edited by lixiangfm on 2011-4-3 at 16:07 ]
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7楼2011-04-03 16:04:15
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seaskyy

铁杆木虫 (知名作家)

小米虫首席专家
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Originally posted by lixiangfm at 2011-04-03 16:04:15:
这个应该是合理的解释。
金属以前自学的，被金属所拒之门外之后都忘了。依稀记得这些应该是金属学里面比较大篇幅写的东西。
现在做流变学。
从流变的角度分析下吧。这个分析类似哲学分析，对所有材料都适用 ...

山也是流动的。牛啊
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张无忌问道：你为甚么叹气？小昭道：你真正舍不得的人多着呢。峨嵋派的周姑娘，汝阳王府的郡主娘娘，将来不知道还有多少。你心中怎会挂念着我这个小丫头？
9楼2011-04-04 01:23:26
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lin2033353

木虫 (小有名气)
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Originally posted by lvfengimr at 2011-04-02 08:21:02:
就是这样的正常现象，怎么合理来解释的呢？
力学性能书上也是那么说的，但是熟知不等于真知，具体的机理不是很明白

见过牛的，没见过这么牛的
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奴隶
10楼2011-04-04 10:23:55
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