Полоса адиабатического сдвига - Adiabatic shear band

В физике , механике и технике , адиабатического сдвига полосы является одним из многих механизмов отказа , которые происходят в металлах и других материалов , которые деформируются при высокой скорости в таких процессах, как обработки металлов давлением , механической обработки и баллистического удара. Полосы адиабатического сдвига обычно представляют собой очень узкие полосы, обычно шириной 5-500 мкм, состоящие из сильно измельченного материала. Адиабатический - это термодинамический термин, означающий отсутствие теплопередачи - выделяемое тепло сохраняется в зоне, где оно создается. (Противоположная крайность, когда все выделяемое тепло отводится, является изотермическим .)

Деформация

Необходимо включить некоторые основы пластической деформации, чтобы понять связь между выделяемым теплом и выполненной пластической работой. Если мы проведем испытание на сжатие цилиндрического образца, скажем, до 50% от его первоначальной высоты, напряжение рабочего материала обычно значительно возрастет с уменьшением. Это называется «наклеп». Во время наклепа возникают микроструктура, искажение структуры зерен, а также образование и скольжение дислокаций . Остальная часть пластиковой работы, которая может составлять до 90% от общей суммы, рассеивается в виде тепла.

Если пластическая деформация осуществляется в динамических условиях, например, путем капельной ковки, то пластическая деформация локализуется в большей степени при увеличении скорости ковочного молота. Это также означает, что деформированный материал становится тем горячее, чем выше скорость отбойного молотка. Теперь, когда металлы становятся теплее, их сопротивление дальнейшей пластической деформации уменьшается. С этого момента мы можем видеть, что существует тип каскадного эффекта: чем больше пластическая деформация поглощается металлом, тем больше выделяется тепла, что облегчает дальнейшую деформацию металла. Это катастрофический эффект, который почти неизбежно приводит к отказу.

История

Первым, кто выполнил любую известную экспериментальную программу по исследованию тепла, выделяемого в результате пластической деформации, был Анри Треска в июне 1878 года. Треска выковал слиток из платины (а также из многих других металлов); в момент ковки металл только что остыл до температуры ниже красной. Последующий удар парового молота, который оставил углубление в стержне и удлинил его, также повторно нагрел его в направлении двух линий в форме буквы X. Этот разогрев был настолько велик, что металл по этим линиям был полностью восстановлен. за несколько секунд до красного огня. Треска провел множество экспериментов по ковке различных металлов. Треска оценил количество пластической работы, преобразованной в тепло, по результатам большого количества экспериментов, и оно всегда было выше 70%.

Ссылки

  1. ^ Треска, Х. О дальнейших приложениях потоков твердых тел. Труды института инженеров-механиков. 30 1878, стр 301-

внешние ссылки