Banda de forfecare adiabatică - Adiabatic shear band

În fizică , mecanică și inginerie , o bandă de forfecare adiabatică este unul dintre numeroasele mecanisme de defecțiune care apar în metale și alte materiale care sunt deformate la un ritm ridicat în procese precum formarea metalelor, prelucrarea și impactul balistic . Benzile de forfecare adiabatice sunt de obicei benzi foarte înguste, de obicei de 5-500 μm lățime și constând din material foarte forfecat. Adiabatic este un termen termodinamic care înseamnă absența transferului de căldură - căldura produsă este reținută în zona în care este creată. (Extrema opusă, unde toată căldura produsă este îndepărtată, este izotermă .)

Deformare

Este necesar să se includă câteva elemente de bază ale deformării plastice pentru a înțelege legătura dintre căldura produsă și lucrările de plastic realizate. Dacă efectuăm un test de compresie pe un epruvetă cilindrică pentru, să zicem, 50% din înălțimea sa originală, stresul materialului de lucru va crește de obicei semnificativ odată cu reducerea. Aceasta se numește „întărirea muncii”. În timpul întăririi lucrului, apar micro-structura, distorsiunea structurii cerealelor și generarea și alunecarea luxațiilor . Restul lucrărilor de plastic realizate - care pot reprezenta până la 90% din total, sunt disipate ca căldură.

Dacă deformarea plastică se realizează în condiții dinamice , cum ar fi prin forjare prin picurare, atunci deformarea plastică este localizată mai mult pe măsură ce viteza ciocanului de forjare este crescută. Aceasta înseamnă, de asemenea, că materialul deformat devine mai fierbinte cu cât viteza ciocanului este mai mare. Acum, pe măsură ce metalele devin mai calde, rezistența lor la alte deformări plastice scade. Din acest punct putem vedea că există un tip de efect în cascadă: pe măsură ce mai multă deformare plastică este absorbită de metal, se produce mai multă căldură, facilitând deformarea ulterioară a metalului. Acesta este un efect catastrofal care duce aproape inevitabil la eșec.

Istorie

Prima persoană care a realizat orice program experimental raportat pentru a investiga căldura produsă ca urmare a deformării plastice a fost Henri Tresca în iunie 1878 Tresca a forjat o bară de platină (precum și multe alte metale); în momentul forjării metalul tocmai se răcise sub focul roșu. Lovitura ulterioară a ciocanului cu aburi, care a lăsat o depresiune în bară și l-a lungit, l-a reîncălzit și în direcția a două linii sub forma unei litere X. Atât de mare a fost această reîncălzire, metalul de-a lungul acestor linii a fost complet restaurat pentru câteva secunde până la foc roșu. Tresca a efectuat multe experimente de forjare pe diferite metale. Tresca a estimat cantitatea de lucrări din plastic transformată în căldură dintr-un număr mare de experimente și a fost întotdeauna peste 70%.

Referințe

linkuri externe