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将塑性功分解为金属中的热量和储能的热力学内变量模型。 (英语) Zbl 1005.74004号

本文涉及弹塑性固体在热力过程中塑性功转化为加热率的分数,通常用β表示。介绍部分1对这个问题进行了有用、详尽和最新的介绍。第2节“一般热力学考虑”简要总结了一般连续统热力学的基本原理。在第3节“内部变量的本构描述”中,发展了经典速率相关热塑性的一维内变量公式。热力学过程由轴向位移(u=u(x,t))和绝对温度(θ=θ(x,t))描述,取决于参考坐标(x)和时间(t)。
假设轴向应力(σ)、内能(e)、熵(eta)、热流(q)和自由能(psi=e-etaθ)的本构方程以及塑性应变(varepsilon^p)和硬化(xi)的演化方程取决于变量,其中,\(\varepsilon=\varepsilon_x\)(下标表示相对于相应变量的部分微分),并且\(\theta_x)是\(\ttheta\)的空间梯度。由于注意力局限于经典塑性的特殊情况,本构方程和演化方程中对\(varepsilon)和\(varεsilon ^r)的依赖性仅通过弹性应变\(varesilon ^e=\varepsilon-\varepsilon ^p)出现。通过使用标准程序,从热力学第二定律可以得出,(psi)与(θ_x)无关,即(psi=widehat psi(varepsilon^e,xi,theta),和。热力学第二定律和能量平衡方程的形式为\(δ+(q\theta_x)/\theta\geq0)和\(q_x+r+dotQ^e+dotQ ^p=e\dot\theta\),其中\(q=widehat q(\varepsilon^e,\xi,\theta,\theta_x,\(\dot Q^e=θ\σ_θ\)是由热弹性效应引起的加热,\(\dot Q^p \)代表对热传导的非弹性贡献,\(c=-θ\ widehat \ psi_{θ\θ})是比热。转化为加热的塑性功率的分数(β)由(β=βQ^p/βW^p)定义,并取决于(βe,xi,θ,θ_x)。
该理论在第4节“比热和应力响应函数的限制”和第5节“本构关系的进一步限制”中进一步专门化,通过施加一些实验性假设:假设比热(c)独立于(xi)(第4节),并且(c)仅取决于(θ)(第5节)。在第4节的理论中,很明显,内变量(xi)是永久塑性变形或冷加工储能的测量值,即内能中非等温过程确定的部分。第6节“与速率相关热塑性的联系”根据第5节的假设讨论了(varepsilon ^p)和(xi)的演化方程。
因此,作者的理论与标准的半经验速率相关热塑性塑料模型有关[M.A.迈耶斯,材料的动态行为。奇切斯特:威利。(1994;Zbl 0893.7302号)]. 为了模拟Kolsky压力棒实验,在第7节“绝热热力学过程”中分析了绝热均匀过程。第9节“塑性功转化为加热的比例”在第4-7节专门框架内对(β)进行了详细研究。

MSC公司:

74甲15 固体力学中的热力学
74立方厘米 小应变率相关塑性理论(包括粘塑性理论)
74F05型 固体力学中的热效应
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全文: 内政部

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