ねじり試験による大変形塑性理論の実験的検証

利用扭转试验验证大变形塑性理论

• 批准号: 08750594
• 负责人: 黒田 充紀
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Ashikaga Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750594/
• 关键词: 塑性; 大ひずみ; ねじり試験; 異方性; 材料構成式

鋼,Al-Mg合金,純銅試験片による反転および繰り返し大ひずみねじり試験を行い,大ひずみ領域での金属の力学的挙動を調べた.その結果,50%を越えるひずみ領域ではいわゆるバウシンガー効果はほぼ消滅することを確認した.また,軸方向伸びを許した試験では,ねじり方向反転直後に試験片の縮みが生じるという,Swift[Engineering,1947]の実験結果の再現性を確認した.また,軸方向伸びを完全に拘束した試験では,初期ねじりによって生じる圧縮の軸力は,ねじり方向反転後,引張に転じた後再び圧縮に移行することを確認した.これらの実験事実より,大ひずみ領域では塑性異方性の発達が無視し得ず,異方性の強さのみならず異方性軸の回転も重要な要因であるとの洞察を得た.これに基づいて,異方性軸の発達および回転の法則を陽な形で含む新たな塑性論を提案した.具体的には,異方性降伏曲面,塑性スピンによる異方性主軸回転則,連合流れ則の3要素からなる比較的簡明なモデルである.この単純ではあるが大ひずみ領域に於ける現象を表すに足る要素を取り込んだ材料構成式は,上記の種々の実験事実を明確に説明しうることを示した.また,発達する異方性の一つの表現方法として従来移動硬化則が用いられてきたが,同硬化則は大ひずみ領域においては許容しがたい矛盾を含むことを示した.さらに変形理論,コーナー理論の類も従来用いられてきたままの形式では,大ひずみ領域において,特に反転載荷を含む場合には使用できないことも明示した.(これらの理論的検討と数値例はInt.J.Plasticity誌に掲載決定.)

使用钢，AL-MG合金和纯铜样品进行反转和重复的大型应变测试，以检查大菌株区域中金属的机械行为。结果，已经证实，所谓的鲍森效应在菌株区域超过50％的菌株区域几乎消失。此外，在允许轴向伸长的测试中，Swift [Engineering，1947]的实验结果的可重复性，该结果指出样品的收缩在扭转反转后立即发生。另外，在完全约束轴向伸长的测试中，已经证实，由扭转反转后的初始扭转反转引起的压缩力，然后再次向压缩。从这些实验事实中，我们洞悉了塑料各向异性的发展在大型应变区域不仅被忽略，而且不仅是各向异性的强度，而且也是各向异性轴的旋转的重要因素。基于此，获得各向异性。我们提出了一种新的可塑性理论，其中包括以明确形式的轴的发展定律和旋转定律。具体而言，它是一个相对简单的模型，该模型由三个元素组成：各向异性产量表面，各向异性主轴旋转定律，塑性自旋和联合流量定律。这个简单而材料的本构方程包含足以代表大株区域现象的元素，可以清楚地解释上述各种实验事实。此外，尽管通常将移动的硬化定律用作表达发育各向异性的一种方式，但同样的硬化定律包含大型菌株区域中不可接受的矛盾。此外，还清楚地表明，变形理论和角理论不能在大型应变区域中使用，尤其是在纳入逆载荷时。 （这些测量研究和数值示例决定以Int.J.可塑性发表。）

项目成果

Kuroda,M.: "Interpretation of the Behavior of Metals Under Large Plastic Shear Deformations : A Macroscopic Approach" International Journal of Plasticity(1997年3月10日付けで最終原稿受理および掲載決定.巻号は未定). (in press).

Kuroda, M.：“大塑性剪切变形下金属行为的解释：宏观方法”国际塑性杂志（最终稿件于 1997 年 3 月 10 日接受并出版。卷和期待定）。