إجهاد التدفق

في علم المواد ، يُشار عادةً إلى إجهاد التدفق بـ${\displaystyle Y_{\text{f}}}$(أو${\displaystyle \sigma _{\text{f}}}$يُعرَّف إجهاد التدفق بأنه القيمة اللحظية للإجهاد اللازم لاستمرار تشكيل المادة بالتشوه اللدن - أي للحفاظ على تدفقها. ويُستخدم هذا المصطلح بشكل شائع، وإن لم يكن حصريًا، للإشارة إلى المعادن. على منحنى الإجهاد والانفعال، يمكن إيجاد إجهاد التدفق في أي مكان ضمن نطاق التشوه اللدن؛ وبشكل أكثر تحديدًا، يمكن إيجاد إجهاد التدفق لأي قيمة انفعال بين نقطة الخضوع ونقطة الخضوع (بما في ذلك نقطة الخضوع).${\displaystyle \sigma _{\text{y}}}$) وباستثناء الكسور (${\displaystyle \sigma _{\text{F}}}$): ${\displaystyle \sigma _{\text{y}}\leq Y_{\text{f}}<\sigma _{\text{F}}}$.

يتغير إجهاد التدفق مع تقدم التشوه، وعادةً ما يزداد مع تراكم الإجهاد نتيجةً للتصلب بالتشكيل ، على الرغم من أن إجهاد التدفق قد ينخفض ​​نتيجةً لأي عملية استعادة. في ميكانيكا الأوساط المتصلة ، يتغير إجهاد التدفق لمادة معينة بتغيرات درجة الحرارة.${\displaystyle T}$، أَضْنَى،${\displaystyle \varepsilon }$ومعدل الإجهاد،${\displaystyle {\dot {\varepsilon }}}$لذلك يمكن كتابتها كدالة لتلك الخصائص: ^{[ 1 ]}

${\displaystyle Y_{\text{f}}=f(\varepsilon ,{\dot {\varepsilon }},T)}$

تعتمد المعادلة الدقيقة لتمثيل إجهاد التدفق على نوع المادة ونموذج اللدونة المستخدم. تُستخدم معادلة هولومون عادةً لتمثيل السلوك الملاحظ في منحنى الإجهاد-الانفعال أثناء التصلب بالتشكيل: ^{[ 2 ]}

${\displaystyle Y_{\text{f}}=K\varepsilon _{\text{p}}^{\text{n}}}$

أين ${\displaystyle Y_{\text{f}}}$هو إجهاد التدفق، ${\displaystyle K}$هو معامل قوة، ${\displaystyle \varepsilon _{\text{p}}}$هو الإجهاد البلاستيكي ، و ${\displaystyle n}$يمثل معامل تصلب الإجهاد . لاحظ أن هذه علاقة تجريبية ولا تمثل العلاقة عند درجات حرارة أو معدلات إجهاد أخرى (على الرغم من أن السلوك قد يكون متشابهًا).

بشكل عام، تؤدي زيادة درجة حرارة السبيكة فوق 0.5 T _m إلى تحكم حساسية معدل الإجهاد في آليات التشوه اللدن، بينما تعتمد المعادن في درجة حرارة الغرفة عمومًا على الإجهاد. وقد تتضمن نماذج أخرى تأثيرات تدرجات الإجهاد. ^{[ 3 ]} وبغض النظر عن ظروف الاختبار، يتأثر إجهاد التدفق أيضًا بما يلي: التركيب الكيميائي ، والنقاء، والبنية البلورية ، وتكوين الطور، والبنية المجهرية، وحجم الحبيبات ، والإجهاد السابق. ^{[ 4 ]}

يُعدّ إجهاد الانسياب أحد المعايير المهمة في فشل المواد المطيلية نتيجة الإجهاد. وينتج هذا الفشل عن انتشار الشقوق في المواد تحت تأثير أحمال متغيرة، عادةً ما تكون أحمالًا متغيرة دوريًا. وبشكل عام، يشير ارتفاع إجهاد الانسياب إلى أن المادة أكثر مقاومة لبدء وانتشار الإجهاد، لا سيما في ظروف الإجهاد الدوري المنخفض حيث يكون التشوه اللدن بارزًا.