塑性形變理論英文解釋翻譯、塑性形變理論的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 deformation theory of plasticity
分詞翻譯:
塑的英語翻譯:
model; mold
形變的英語翻譯:
【化】 deformation
理論的英語翻譯:
frame of reference; theoretics; theorization; theory
【化】 Rice-Ramsperger-Kassel theoryRRK; theory
【醫】 rationale; theory
專業解析
塑性形變理論(Theory of Plastic Deformation) 是指研究固體材料在所受應力超過其彈性極限(屈服強度)後,發生不可恢複的永久性變形行為及其内在規律的科學理論。它關注材料在卸載後無法恢複到初始形狀的變形過程,區别于卸載後可恢複的彈性形變。
其核心内容與關鍵概念包括:
-
屈服準則(Yield Criterion):
- 定義材料從彈性狀态進入塑性狀态的臨界應力條件。最廣泛應用的是von Mises屈服準則(基于畸變能密度)和Tresca屈服準則(基于最大剪應力)。
- von Mises屈服準則公式:
$$
sigma_e = sqrt{frac{1}{2}[(sigma_1 - sigma_2) + (sigma_2 - sigma_3) + (sigma_3 - sigma_1)]} = sigma_y
$$
其中 $sigma_e$ 是等效應力(von Mises應力),$sigma_1, sigma_2, sigma_3$ 是主應力,$sigma_y$ 是材料的屈服強度。
- Tresca屈服準則公式:
$$
max(|sigma_1 - sigma_2|, |sigma_2 - sigma_3|, |sigma_3 - sigma_1|) = sigma_y
$$
-
硬化規律(Hardening Rule):
- 描述材料進入塑性狀态後,其屈服強度如何隨塑性變形的發展而變化。常見模型有:
- 各向同性硬化(Isotropic Hardening):屈服面均勻膨脹,屈服強度隨累積塑性應變增加。
- 隨動硬化(Kinematic Hardening):屈服面大小不變,在應力空間中進行平移,描述包辛格效應(Bauschinger Effect)。
- 混合硬化:結合前兩者特點。
-
流動法則(Flow Rule):
- 關聯塑性應變增量與應力狀态(或應力增量)。通常采用相關聯流動法則,即塑性應變增量方向垂直于屈服面(在應力空間)。
- 公式表達:
$$
depsilon{ij}^p = dlambda frac{partial f}{partial sigma{ij}}
$$
其中 $depsilon_{ij}^p$ 是塑性應變增量張量,$dlambda$ 是塑性乘子(标量,$geq 0$),$f$ 是屈服函數。
-
本構關系(Constitutive Equations):
- 建立塑性變形過程中應力、應變及其增量之間關系的數學方程。它将屈服準則、硬化規律和流動法則結合起來,用于預測材料在複雜加載路徑下的塑性響應。常見的模型有增量塑性理論(或流動理論)和形變塑性理論(全量理論)。
工程意義與應用:
塑性形變理論是理解金屬成型(如鍛造、軋制、沖壓)、結構極限承載能力分析、材料失效預測(如韌性斷裂)、地質力學(岩石、土壤塑性流動)等領域的核心理論基礎。它幫助工程師設計能承受塑性變形的結構、優化制造工藝參數、預測材料在極端載荷下的行為。
英文關鍵術語對照:
- 塑性形變 (Plastic Deformation)
- 屈服強度 (Yield Strength)
- 屈服準則 (Yield Criterion)
- 等效應力 (Equivalent Stress / von Mises Stress)
- 硬化規律 (Hardening Rule)
- 各向同性硬化 (Isotropic Hardening)
- 隨動硬化 (Kinematic Hardening)
- 流動法則 (Flow Rule)
- 本構關系 (Constitutive Equations)
- 增量塑性理論 (Incremental Plasticity Theory / Flow Theory)
- 形變塑性理論 (Deformation Plasticity Theory / Total Strain Theory)
權威參考來源:
- 經典教材:William F. Hosford 的 "Mechanical Behavior of Materials" (材料力學行為) 對塑性理論基礎有清晰闡述 。
- 标準參考:ASM International 出版的 "ASM Handbook, Volume 8: Mechanical Testing and Evaluation" (ASM手冊第8卷:力學測試與評估) 包含材料塑性行為的标準化描述和測試方法 。
- 中文标準:中國國家标準 GB/T 10623-2008 《金屬材料 力學性能試驗術語》 對塑性變形相關術語有明确定義 。
- 學術專著:Hill R. 的 "The Mathematical Theory of Plasticity" (塑性數學理論) 是該領域的奠基性著作之一 。
網絡擴展解釋
塑性形變理論是研究材料在超過彈性極限後發生不可逆永久變形的機理、規律及其應用的學科體系。以下從核心概念、理論分支、微觀機制和應用領域四個層面進行解析:
一、核心概念
塑性形變指材料在外力作用下産生不可恢複的永久變形,其本質是材料内部微觀結構發生不可逆改變。當外力超過材料的屈服強度時,彈性形變階段結束,進入塑性變形階段(如金屬沖壓成型後無法自行恢複原狀)。
二、理論分支體系
-
宏觀塑性力學
以連續介質假設為基礎,建立應力-應變關系數學模型,解決工程強度設計問題。經典理論包括:
$$ sigma = Kepsilon^n $$
($sigma$為真實應力,$epsilon$為真實應變,K為強度系數,n為硬化指數)
-
微觀晶體範性學
研究晶體材料的位錯滑移、孿生等原子尺度變形機制。例如金屬材料通過位錯運動實現塑性流動,其臨界切應力符合:
$$ tau_{cr} = frac{Gb}{2pi d} $$
(G為剪切模量,b為柏氏矢量,d為晶粒尺寸)
三、關鍵機制特征
- 加工硬化:變形過程中位錯密度增加導緻強度提升
- 各向異性:晶粒取向差異引發變形不均勻性
- 能量耗散:約90%外力功轉化為熱能
四、工程應用領域
- 金屬成形工藝:沖壓、鍛造、軋制等塑性加工
- 結構安全評估:壓力容器、橋梁等工程的塑性極限分析
- 新材料開發:通過形變孿晶調控鎂合金力學性能
需要完整理論體系可參考《塑性力學基礎》或《晶體塑性有限元方法》。
分類
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