[科普中國]-視塑性法

視塑性法是指將金屬的實驗測量與隨后進行的應(yīng)力計算相結(jié)合的塑性加工力學(xué)分析方法。

概述視塑性法(visioplastieitymethod)，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(yīng)變和應(yīng)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網(wǎng)格，給坯料一個小的變形增量后，在放大的照片上或直接在試件上用工具顯微鏡觀測網(wǎng)格的畸變。這樣，可定出每個網(wǎng)格單元的位移量并由位置羹攀氫二根據(jù)蝕刻網(wǎng)格畸變推斷瞬時速度矢量移得出速度，給出圖示的結(jié)果。每一點的速度矢量可分解成x、y方向的分量u和v。如果網(wǎng)格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(biāo)x、y的變化關(guān)系圖。在恰當(dāng)?shù)乃俣纫晃恢们€上求出某點的斜率，即能獲得該點的應(yīng)變速率分量因此，記錄下連續(xù)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。對于穩(wěn)定流動過程，從一個穩(wěn)定流動狀態(tài)下網(wǎng)格的圖形，可得到整個穩(wěn)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(yīng)力平衡方程及塑性條件，導(dǎo)出了平面變形問題和軸對稱問題由應(yīng)變速率計算應(yīng)力的顯式公式，例如:對于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/于/2axl百厲/J由上式看出，只要應(yīng)變速率已知，于已知，即可由它計算出流動場中的應(yīng)力。若能找出應(yīng)變速率函數(shù)關(guān)系，那么積分式(2)，前者繁瑣，包含著大量手工操作，一般采用流函數(shù)解法。采用相似的方法，也可導(dǎo)出軸對稱問題下的應(yīng)力計算式并按上述過程求解。上述對應(yīng)變速率的計算中，需要對位移或速度求導(dǎo)。為減少誤差，可將數(shù)據(jù)進行擬合平滑處理。在對穩(wěn)定流動過程的實驗數(shù)據(jù)進行擬合時，常引入流函數(shù);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數(shù)，表示為T，由視塑性法的實驗數(shù)據(jù)可獲得整個變形區(qū)截面上的應(yīng)變情況，根據(jù)列維一米澤斯法則，應(yīng)變增量主方向與主應(yīng)力方向相同，因此某點最大剪應(yīng)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(qū)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(jù)實驗來確定應(yīng)變速率分布。導(dǎo)出的應(yīng)變值是精確的，還能獲得應(yīng)力分布的詳細情況。隨著計算機技術(shù)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1。

相關(guān)研究視塑性法研究軋制過程金屬塑性變形特性。通過網(wǎng)格法試驗得到純鉛軋制時的流線1，并對變形率為21%的薄軋件(8×60mm)之變形特性進行了全面分析，還對變形率為8.8%的厚軋件(40×30mm)作了初步計算。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

王寧 - 副教授 - 西南大學(xué)