& 金属塑性变形的本构模型研究
金属塑性变形的本构模型研究
摘 要：根据位错动力学理论，忽略动态应变时效因素，将塑性变形的流变应力分解为非热应力、热激活应力和粘拽阻力3部分，建立了一个基于物理概念的本构模型。对HSL艮65结构钢的力学行为进行了研究，试验温度为77-7
【题　名】金属塑性变形的本构模型研究
【作　者】是晶 张伟强 郭金
【机　构】沈阳理工大学材料科学与工程学院 沈阳110168 辽宁工程技术大学力学与工程学院 阜新123000
【刊　名】《材料导报》2010年 第4期 82-85页　共4页
【关键词】结构钢 位错动力学 温度 流变应力 本构模型
【文　摘】根据位错动力学理论，忽略动态应变时效因素，将塑性变形的流变应力分解为非热应力、热激活应力和粘拽阻力3部分，建立了一个基于物理概念的本构模型。对HSL艮65结构钢的力学行为进行了研究，试验温度为77-700K，应变率为0．001-0．1s^-1，真实塑性应变超过60％。结果表明，塑性流变应力随温度的降低、应变和应变率的增加而增大；在一定的温度和应变率范围发生动态应变时效现象，并且随应变率的提高，该现象将移向更高的温区。通过模型预测与试验结果的比较可知，所给本构关系能很好地描述较宽的温度与应变率范围内的塑性流变应力。
【下载地址】
本文导航：
结构钢,位错动力学,温度,流变应力,本构模型
上一篇：暂无谈谈负荷传感器的工作原理及选型
我的图书馆
谈谈负荷传感器的工作原理及选型
光电电路电路图：晨昏光控开关电路图
　　这种开关在超过或低于某一定光照度时动作，其典型应用是清晨和黄昏路灯自动开关。图(a)和(b)示出两个采用镉碘光敏电阴RPY20直接由交流电网供电的电路。1KΩ电阻用于降低电流脉动，线圈内阻为21.8Ω，吸合电压为45V，释放电压为18V。与其并联系的电解电容构成时间常数为0.1S的RC的环节，以减小短暂的光闪烁和平滑由二极管整流输出的脉动直流电压，防止颤动。
　　图(a)电路中继电器触点为常闭的。当白天光照度较强(大于31~45LX)时光敏电阻BPY20阻值较小，继电器动作，触点打开，灯来。夜晚光照度较弱(小于8.5~11LX)时反之。图(b)电路中继电器触点为常开，其工作与图a时相反。
光电电路电路图：晨昏光控开关电路图
　　这种开关在超过或低于某一定光照度时动作，其典型应用是清晨和黄昏路灯自动开关。图(a)和(b)示出两个采用镉碘光敏电阴RPY20直接由交流电网供电的电路。1KΩ电阻用于降低电流脉动，线圈内阻为21.8Ω，吸合电压为45V，释放电压为18V。与其并联系的电解电容构成时间常数为0.1S的RC的环节，以减小短暂的光闪烁和平滑由二极管整流输出的脉动直流电压，防止颤动。
　　图(a)电路中继电器触点为常闭的。当白天光照度较强(大于31~45LX)时光敏电阻BPY20阻值较小，继电器动作，触点打开，灯来。夜晚光照度较弱(小于8.5~11LX)时反之。图(b)电路中继电器触点为常开，其工作与图a时相反。
光电电路电路图：晨昏光控开关电路图
　　这种开关在超过或低于某一定光照度时动作，其典型应用是清晨和黄昏路灯自动开关。图(a)和(b)示出两个采用镉碘光敏电阴RPY20直接由交流电网供电的电路。1KΩ电阻用于降低电流脉动，线圈内阻为21.8Ω，吸合电压为45V，释放电压为18V。与其并联系的电解电容构成时间常数为0.1S的RC的环节，以减小短暂的光闪烁和平滑由二极管整流输出的脉动直流电压，防止颤动。
　　图(a)电路中继电器触点为常闭的。当白天光照度较强(大于31~45LX)时光敏电阻BPY20阻值较小，继电器动作，触点打开，灯来。夜晚光照度较弱(小于8.5~11LX)时反之。图(b)电路中继电器触点为常开，其工作与图a时相反。
谈谈负荷传感器的工作原理及选型&
　　负荷传感器是称重传感器、测力传感器的统称，用单项参数评价它的计量特性。称重传感器按转换方法分为光电式、液压式、电磁力式、电容式、磁极变形式、振动式、陀螺仪式、电阻应变式等8类，以电阻应变式使用最广。称重传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域，　　电阻应变式称重传感器主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆4部分组成。电阻应变片贴在弹性元件上，弹性元件受力变形时，其上的应变片随之变形，并导致电阻改变。测量电路测出应变片电阻的变化并变换为与外力大小成比例的电信号输出。电信号经处理后以数字形式显示出被测物的质量。电阻应变式称重传感器的称量范围为几十克至数百吨，计量准确度达1/00，结构较简单，可靠性较好。大部分电子衡器都使用这种传感器。电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体弹性元件，敏感梁在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片转换元件也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化增大或减小，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号电压或电流，从而完成了将外力变换为电信号的过程。在测量过程中，重量加载到称重传感器的弹性体上会引起塑性变形。电阻应变式称重传感器的工作过程应变正向和负向通过安装在弹性体上的应变片转换为电子信号。最简单的弯曲梁称重传感器只有一个应变片。通常，弹性体和应变片通过多种方式来结合，类似外壳密封部件等来保护应变片。　　称重传感器在选用时要考虑到很多因素，实际的使用当中我们主要从下列几个因素考虑。称重传感器的量程根据你的用途，称重传感器的量程选择可依据秤的最大称量值、选用传感器的个数、秤体自重、可产生的最大偏载及动载因素综合评价来决定。一般来讲，传感器的量程越接近分配到每个传感器的载荷，其称量的准确度就越高。但是在实际的使用当中，由于加在传感器上的载荷除被称物体外，还存在秤体自重、皮重、偏载及振动冲击等载荷，因此选用传感器时，要考虑诸多方面的因素，保证传感器的安全和寿命。其次称重传感器的准确度等级包括传感器的非线性、蠕变、重复性、滞后、灵敏度等技术指标。在选用的时候不应该盲目追求高等级的传感器，应该考虑电子衡的准确度等级和成本。一般情况下，选用传感器的总精度为非线性、不重复性和滞后三项指标的之和的均方根值略高于秤的精度。称重传感器形式的选择主要取决于称重的类型和安装空间，保证安装合适，称重安全可靠；另一方面要考虑厂家的建议。对于传感器制造厂家来讲，它一般规定了传感器的受力情况、性能指标、安装形式、结构形式、弹性体的材质等。　　　称重传感器基本知识　　1、什么是称重传感器？　　称重传感器是用来将重量信号或压力信号转换成电量信号的转换装置。　　2、称重传感器的测量原理是什么？　　称重传感器采用金属电阻应变片组成测量桥路，利用金属电阻丝在张力作用下伸长变细，电阻增加的原理，即金属电阻随所受应变而变化的效应而制成的（应变，就是尺寸的变化）。　　3、称重传感器的构造原理？　　金属电阻具有阻碍电流流动的性质，即具有电阻（Ω），其阻值依金属的种类而异。同一种金属丝，一般来讲，越是细长，其电阻值就越大。当金属电阻丝受外力作用而伸缩时，其电阻值就会在某一范围内增减。因此，将金属丝（或膜）紧贴在被测物体上，而且这种丝或膜又很细或很薄，粘贴又十分完善，那麽，当被测物体受外力而伸缩时，金属电阻丝（膜）也会按比例伸缩，其阻值也会相应变化。称重传感器就是将金属电阻应变片粘贴在金属称重梁上进行测量重量信号的。　　4、称重传感器的外形构造与测重形式？　　称重传感器的外形构造随被测对象的不同，其外形构造也会不同。　　A、比较常见的称重传感器的外形构造：　　圆柱形（杯柱形）；S形；长方形等。　　B、测重形式：　　压缩式；伸张式。　　圆柱形（杯柱形）一般均为压缩式测重形式。　　S形，长方形均为压缩式，伸张式两用测重形式。　　C、内部金属称重梁形式：　　一般分为单孔或双孔形式。　　D、鹤林公司使用的称重传感器的外形构造与测重形式：　　圆柱形——称重仓（压缩式），原料粉煤灰秤（压缩式）。　　S形——皮带秤（压缩式），包装机袋重秤（伸张式）。　　长方形——汽车衡（压缩式），轨道衡（压缩式），煤粉天平秤（伸张式），固体流量计（压缩式）。　　5、称重传感器的电路组成？　　称重传感器进行测量时，我们需要知道的是应变片受应变时的电阻变化。通常总是采用应变片组成桥式电路（惠斯登电桥），将应变片引起的电阻变化转换成电压变化来进行测量的。　　设：电桥的输入激励电压为Ei, ①　　则电桥的输出电压△E0为：　　R1 R2　　△E0=Ei×[(R1R3-R2R4)/(R1+R2)(R3+R4)]　　输入激励电压 ③ 输出电压　　令电桥的初始条件为　　R1=R2=R3=R4， ④　　则△E0=0。　　设电阻值R1的应变片受应变作用 R3 R4　　后的电阻变化为R+△R，则电桥的输 ②　　出电压△E0为：　　△E0=Ei[△R/（4R+2△R）]≌（△R/4R）Ei (R&&△R)　　由于△R=R×K0×ε，所以　　△E0=（Ei×K0×ε）/4　　例如，设K0=2，ε=001, Ei=1V　　则: △E0=(1×2×001)/4=0.5mV　　式中 K0=系数（一般为2）　　ε=应变系数(一般为500×0.0×0.000001;相当于10~40Kgf/mm2。)　　Ei=输入的激励电压　　为了增加电桥的视在输出,大多都将电桥设计成4枚应变片都受力作用的形式(4个工作片)。　　此时 △E0=0.5mV×4=2 mV　　6、传感器的输出灵敏度的表示方法？　　电桥的输出电压通常用输入激励电压为1V时的输出电压（mV/V）来表示。通常称传感器的输出灵敏度。　　7、为什么传感器内部要加补偿电路？　　称重传感器在制造过程中，为了改善它的性能，特别是改善温度特性，一般要在应变片电路中附加对零点和灵敏度的温度补偿。即除了应变片外，其中还增加了各种补偿电阻。　　零点补偿的目的是尽量减小电桥零点随温度的变化，因此，出应变片本身的温度自补偿外，又加入了电阻温度系数和电桥中应变片的温度系数不同的电阻元件（如铜电阻或镍电阻等），以加强补偿作用。　　灵敏度补偿的目的是减小输出电压随温度的变化，即补偿弹性体的弹性系数和应变片的灵敏度系数随温度的变化。因此，对电桥中串接了两个与电桥温度补偿作用相同的电阻。同时电路中的其它电阻用于将电桥的初始平衡，额定输出和输入电阻等参数调整到规定的数值。　　8、称重传感器的参数指标（中英文对照）　　Model: STC-100Kg (型号规格)　　Cap: 100Kg （量程范围）　　Date:
（生产日期）　　S/N: X02274 （出厂编号）　　FSO: 2.9981 mV/V （灵敏度）　　Recommended Excitation: 10V AC/DC （推荐激励电压）　　Maximum Excitation: 15V AC/DC （最大激励电压）　　Output at Rated Load: 2.9981 mV/V （额定负荷输出）　　Non Linearity: &0.020% （非线性）　　Hysteresis: &0.020% （滞后）　　Creep(30 minutes): 0.029% （30分钟蠕动）　　Non Repeatability: &0.01% （非重复性）　　Zero Retum(30 minutes): 0.030% （30分钟零点漂移）　　Temp. Effect/℃ on Span: &0.0015% （温度变化1℃对量程的影响）　　Temp. Effect/℃ on Zero: &0.0026% （温度变化1℃对零点的影响）　　Compensated Temp.Range: -10 to 40℃ （温度补偿范围）　　Operating Temp.Range: -20 to 60℃ （工作温度范围）　　Zero Balance: ±1% （零点平衡）　　Input Resistance: 380±5Ω （输入阻抗）　　Output Resistance: 350±3Ω （输出阻抗）　　Insulation Resistance(50VDC): &5000MΩ （绝缘电阻）　　Deflecion at Rated Load: Nil （零） （额定负荷下的倾斜度）　　Safe Overload: 150% （允许超载）　　Ultimate Overload: 300% （最终超载）　　9、称重传感器引线功能的具体判断方法　　由于不同生产厂家的传感器引线的颜色不同，所以不能以具体颜色来判断引线功能。&
馆藏&118895
TA的推荐TA的最新馆藏[转]&
喜欢该文的人也喜欢【图文】第3章应变式传感器_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
评价文档：
第3章应变式传感器
上传于|0|0|暂无简介
大小：2.82MB
登录百度文库，专享文档复制特权，财富值每天免费拿！
你可能喜欢塑性变形时应力与应变的关系
添加时间：
来源： | 阅读量：744
提示： 塑性变形时应力应变关系称做本构关系，这种关系的数学表达式称为本构方程，又称物理方程，用来求解塑性成形问题。2.5.1
塑性变形应力应变关系特点
塑性变形时应力应变关系称做本构关系，这种关系的数学表达式称为本构方程，又称物理方程，用来求解塑性成形问题。
塑性变形应力应变关系特点
弹性变形时应力应变关系有如下特点：
(1)应力与应变成线性关系；
(2)弹性变形是可逆的，加载和卸载的规律完全相同：
(3)弹性变形时应力球张量使物体产生体积变化，泊松比v<0.5；
(4)应力主轴与应变主轴重合。
因此，弹性变形时应力与应变之间是单值的一一对应关系，与加载路径无关。当应力超过屈服极限进入塑性状态以后，情况就完全不同了，塑性变形时应力应变关系有如下特点：
(1)应力与应变之间的关系是非线性的；
(2)塑性变形是不可恢复的，是不可逆的；
(3)塑性变形可以认为体积不变，应变球张量为零，泊松比v=0.5；
(4)全量应变主轴与应力主轴一般不重合。
当采取简单加载（加载过程中只能加载不能卸载，应力分量之间应按一定的比例增加）时，塑性变形的每一瞬间，主应力与主应变之间存在下列关系：
式中，比值C称比例常数，在一定的变形条件下，它只与材料的性质和变形程度有关，而与物体所处的应力状态无关；简言之，材料一定，变形程度一定，C则为定值。C可用单向拉伸试验求出。若平均应力为σm，上式也可以表示为
上述塑性变形时的物理方程称为全应变理论，是在简单加载的条件下用来研究小变形问题的。但对于塑性弯曲成形中非简单加载的大变形问题，只要主轴方向变化不太大，主轴次序基本不变，也可利用上述关系计算。
塑性变形应力应变定性分析
应力与应变关系的表达式(2-17)和式(2-18)是塑性成形中各种工艺参数计算的基础。另外，在不进行详细的理论分析与计算时，也可以利用它们对坯料中某些特定的位置上金属的变形和应力的性质作出大致的定性分析，例如：
(1)从式(2-18)可知，判断某个方向的主应变是伸长还是缩短，并不是看该方向受拉应力还是受压应力，受拉不一定伸长，受压也不一定缩短。应该看该方向的应力值与平均应力的差值是正值还是负值。差值是正值，则为拉应变；反之，则是压应变。
(2)若σ1=σ2=σ3=σm，从式(2-18)可知ε1=ε2=ε3=0可以判断，坯料受三向等拉或三向等压的应力状态作用时，坯料不会产生任何塑性变形，仅有物体体积的弹性变化。三向等压力又称为静水压力。
(3)主应力相主应变的作用方向是一致的，且三个主应力分量和三个主应变分量代数值的大小次序互相对应。如果主应力σ1≥σ2≥σ3，则主应变的次序亦为ε1≥ε2≥ε3，这种对应关系可以从以上关系中看出。
(4)当坯料受单向拉应力作用时，即σ1>0和σ2=σ3=0时，因为σ1―σm-σ1-σ2/3>0，由式(2-18)可知，ε1>0，并且ε1=一2ε2一一2ε3说明在单向受拉时，拉应力作用方向上为伸长变形，而其余两个方向上则产生数量相同的压缩变形，且伸长变形为每一个压缩变形的两倍。
如果坯料受单向压应力作用，即σ3<0和σ1=σ2=0时，因为σ3-σm=σ3-σ3/3，由式(2-18)可知，ε3 <0，并且-ε3一2ε1一2ε2。说明在单向受压时，压应力作用方向上为压缩变形，其值为另两个方向上伸长变形的两倍。
(5)坯料受二向等拉的平面应力作用，即σ1=σ2>O和σ3=O，由式(2-18)可知，
。由此可知，当坯料受二向等拉的平面应力作用时，在两个拉应力作用方向上为伸长变形，其值相等；而在另一个没有主应力作用的方向上为压缩变形，其值为每个伸长变形的两倍。
(6)从式(2-18)可知，当σ2-σm=0时，必然σ2=0，利用体积不变条件，ε1+ε2+ε3=0得ε1=-ε3，即在主应力等于平均应力的方向上不产生塑性变形，而另外两个方向上的塑性变形在数量上相等，在方向上相反。这种变形就是平面变形，而且平面变形时必定有或。宽板弯曲时，在宽度方向变形为零，在该方向的主应力为其余两主应力之和的一半。
(7)当坯料受三向拉应力作用，而且时，在最大拉应力σ1方向上的变形一定是伸长变形，在最小拉应力氏方向上的变形一定是压缩变形。
同理，当坯料受三向压应力作用，而且时，在最小应力σ3（绝对值最大）方向上的变形一定是压缩变形，而在最大应力盯．（绝对值最小）方向上的变形一定是伸长变形。
（责任编辑: 佚名 ）
本文关键字：
免责声明：本文章仅代表作者个人观点，与艾特贸易网无关。本站大部分技术资料均为原创文章，文章仅作为读者参考使用，请自行核实相关内容，如若转载请注明来源：
根据奥氏体晶粒的形成过程与...
S7 - 300有多种不同型号的CPU...
(1)制冷系统的高、低压检漏。...
1)搭接的方法铺贴卷材采用搭...
新闻热点排行一体化应变式测压器设计和校准技术研究.pdf -max上传文档投稿赚钱-文档C2C交易模式-100%分成比例文档分享网
一体化应变式测压器设计和校准技术研究.pdf
文档名称：一体化应变式测压器设计和校准技术研究.pdf
格式：pdf&&&大小：7.21MB&&&总页数：72
可免费阅读页数：72页
下载源文档需要：20元人民币
预览与实际下载的一致，文档内容不会超过预览的范围，下载前请务必先预览，自行甄别内容是否完整、是否存在文不对题等情况（本网站为文档分享平台性质），一旦付费下载，本站不支持退款
我已知晓：实际下载内容以预览为准！
文档介绍：中北大学学位论文摘要本文针对膛内压力测试装置在当今测试中遇到的问题。为适应大、中、小[J径膛压测试的需求，综合分析了国内外膛内压力测试装置的发展，在本实验室现有的放入式电子测压器的基础上，提出了一体化应变式测压器的设计，把传感器与壳体一体化，解决了测压器小体积和高精度之间的矛盾。同时研究了该测压器的校准技术，从一体化应变式传感器的静态标定到模拟膛压试验的动态校准，在试验的基础上，经过数据处理，研究了设计的可行性和校准的合理性。本文采用理论分析、计算机仿真、实验室和实测试验相结合的方法。首先论述了一体化结构设计的相关理论，通过ANSYS计算机结构仿真，分析了一体化设计方法的有效性和先进性；然后设计并研究了电阻应变式传感器和一体化应变式测压器，分别介绍了电阻应变式传感器静态标定和一体化应变式测压器模拟膛压动态校准的原理，详细分析了整个校准试验过程；最后介绍了试验数据的处理方法和试验结果。提出了对校准系统的不确定度评定，提高了测压器的测试精度。讨论了相关性在减少测压器的膛压校准试验次数中应用的可行性。该研究在膛内压力要求测试装置具有小体积、微功耗、高精度方面，具有实际的应用价值。关键词：应变测试，ANSYS仿真，静态标定，动态校准，不确定度评定中北大学学位论文ThePressureDeviceofStrainandIntegratedTestingdesigningTheCalibrationResearchtechnologyABSTRACTYaoguoTiehuaMaFengatthedifficultthatencounteredthePressureDeviceinsideAimingproblemsbyTestingtheinthecurrenttest．Tothegunpressuremeetsandsmall-caliberlarge，mediumgunneeds，