
机械(加工,应变)硬化
The steel reinforcement is represented by a bilinear strain hardening model.
钢筋以双线性应变硬化模型表示。
The model includes the effect of strain rate sensitivity, strain softening and strain hardening.
该模型包括了应变率敏感性效应,应变软化效应和应变硬化效应。
Thirdly, plastic strain ratio and strain hardening index are the two key parameters of material's formability.
塑性应变比与应变硬化指数是评价板料成形性能的两个重要参数。
The results show that the stress-strain relationship of geotextile-reinforced fillings is of strain hardening.
试验表明:加筋填料的应力–应变关系表现为应变硬化型;
When it accumulated to a higher degree, the specimen began to shear and dilate after a short time of strain hardening.
达到一定程度后,岩石表现出短暂的应变硬化,岩石开始剪胀。
应变硬化(Strain Hardening),也称加工硬化,是材料科学和工程力学中的重要概念,指金属或其他塑性材料在塑性变形过程中,随着变形量(应变)的增加,其强度和硬度显著提升,同时延展性降低的现象。这一过程是材料内部微观结构变化的宏观体现,对材料加工和结构设计具有关键影响。
当材料受到外力作用发生塑性变形时,其晶体结构内部会产生大量位错(晶体缺陷)。这些位错在滑移过程中相互缠结、堆积,形成阻碍位错继续运动的障碍。随着变形量增大,位错密度升高,材料进一步变形需克服更大阻力,宏观表现为屈服强度和抗拉强度提高。这一机制由位错理论奠基人泰勒(G. I. Taylor)于1934年首次系统阐述。
典型表现:
在应力-应变曲线中,应变硬化表现为塑性变形阶段(均匀变形区)应力的持续上升,直至达到抗拉强度极限(颈缩点)。
冷加工(如轧制、拉拔、锻造)利用应变硬化提升金属强度。例如,304不锈钢经冷轧后,屈服强度可从200 MPa提升至1000 MPa以上。
应变硬化能延缓材料局部失效。当构件某处应力集中时,该区域因硬化而强度提升,促使变形向邻近区域转移,避免瞬间断裂。
在冲压、深冲等工艺中,需平衡硬化效应与材料延展性,防止过度硬化导致开裂。
材料硬化行为常用本构方程描述,如幂律公式:
$$sigma = K varepsilon^n$$
其中:
该模型广泛用于有限元仿真和成形分析。
William D. Callister, David G. Rethwisch. Materials Science and Engineering: An Introduction (10th ed.). Wiley, 2018. (第7章详述位错与硬化机制)
H. J. Frost, M. F. Ashby. Deformation Mechanism Maps. Pergamon Press, 1982. (系统分析不同材料的硬化行为)
ASTM E8/E8M: Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials. (规范应变硬化指数的测定流程)
注:因未检索到可直接引用的网页链接,以上内容依据材料科学领域经典著作及行业标准归纳,确保学术严谨性。实际工程中需结合具体材料标准(如ASTM、ISO)进行参数验证。
应变硬化(Strain Hardening),又称加工硬化,是材料在塑性变形过程中因内部结构变化导致强度提升的现象。以下是详细解释:
应变硬化指材料在受到超过屈服强度的应力后,需施加更大载荷才能继续塑性变形的特性。这一阶段出现在应力-应变曲线的屈服点之后、抗拉强度峰值之前,表现为材料“越变形越强”。
如需进一步了解数学模型或具体材料案例,可参考材料力学教材或专业文献。
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