Định luật Hooke định nghĩa mối quan hệ đàn hồi tuyến tính giữa căng thẳng và căng thẳng.

Thép hoạt động rất giống như một vật liệu đàn hồi tuyến tính, theo sát Luật Hooke. Tuy nhiên, nó hiển thị các hành vi không co giãn như thư giãn. Thư giãn là hành vi trong đó một thành viên dưới sự căng thẳng liên tục hiển thị căng thẳng (và giảm) theo thời gian.

Câu hỏi của tôi là: nhựa thư giãn? Nếu thành viên thoải mái được thả ra, nó sẽ hành xử thế nào? Nó sẽ đi theo một con đường được xác định bởi mô đun đàn hồi của nó? Nếu đây là trường hợp, sau đó nó sẽ kết thúc với một biến dạng dẻo, không? Sau khi tất cả, khi nhấn mạnh, các thành viên sẽ đạt . Sau khi thư giãn, nó sẽ đạt ( σ 2 , ε 1 ) . Khi phát hành, nó sẽ phải đạt σ = 0 , trong đó hàm ý trong ε = ε 1 - σ $\left(\sigma_1, \epsilon_1\right)$$\left(\sigma_2, \epsilon_1\right)$$\sigma =0$ và từσ2<σ1, ngụ ý trong một nonzeroε.$\epsilon = \epsilon_1 - \dfrac{\sigma_2}{E}$$\sigma_2 <\sigma_1$$\epsilon$

Hoặc có một số hành vi khác? Có mô đun đàn hồi thay đổi để cho phép trở lại mà không biến dạng dẻo?

Tóm lại, vâng, thư giãn có lẽ nên được coi là biến dạng dẻo, vì biến dạng dẻo được định nghĩa là biến dạng không thể phục hồi khi ứng suất được loại bỏ.

Giải thích xác định

$\varepsilon_{0}$$\varepsilon_{0}$ được phục hồi và thép lợi nhuận vật chất cho hình dạng ban đầu của nó.

$|\varepsilon_{1}|<|\varepsilon_{0}|$$|\varepsilon_{0}-\varepsilon_{1}|>0$ do thư giãn. Do đó, theo định nghĩa, thư giãn là biến dạng dẻo.

Giải thích nhiệt động và động học

Nếu giải thích xác định là không đủ, chúng ta cũng có thể xem xét điều này từ quan điểm nhiệt động và động lực học. Giả sử hiện tại thép thay vào đó là một tinh thể sắt nguyên chất. Căng đàn hồi dự trữ năng lượng trong mạng tinh thể. Bởi vì năng lượng cao hơn trạng thái nghỉ của nó, có năng lượng tự do để làm việc và do đó là động lực để tổ chức lại các nguyên tử trong mạng tinh thể. Cũng có những khiếm khuyết điểm trong mạng tinh thể ở dạng vị trí trống, hoặc các nguyên tử bị thiếu. Biến động ngẫu nhiên làm cho các nguyên tử lân cận lấp đầy chỗ trống, dẫn đến vị trí trống di chuyển xung quanh mạng tinh thể. Các vị trí tuyển dụng cung cấp một phương tiện để tổ chức lại các nguyên tử.

Lưu ý rằng nếu biến dạng không phải là đẳng hướng (nghĩa là không hoàn toàn thủy tĩnh), thì trường biến dạng mạng làm cho các chỗ trống lớn hơn một chút theo hướng căng kéo so với hướng căng thẳng nén. Do đó, hàng rào năng lượng để di chuyển theo hướng kéo sẽ thấp hơn so với hướng nén. Hãy nghĩ về các nguyên tử bị vắt ra từ giữa các hàng xóm hướng nén của chúng dọc theo các hướng kéo. Do đó, sẽ có một dòng nguyên tử ròng trong tinh thể, với các nguyên tử có xu hướng di chuyển từ hướng nén cao sang hướng căng thẳng cao. Hiệu quả tổng thể, lâu dài là kéo dài tinh thể theo hướng căng thẳng và rút ngắn tinh thể theo hướng nén, gây ra một biến dạng không thể phục hồi. Các tác động tương tự xảy ra với nhiều hạt, ngoại trừ cơ học là phức tạp bởi sự hiện diện của ranh giới hạt và định hướng tinh thể khác nhau. Những tác động tương tự cũng xảy ra với sự có mặt của các nguyên tử xen kẽ như carbon và chúng có thể có tác động không đáng kể đến chuyển động trống khi chúng không cản trở (mặc dù tôi không chắc chắn 100% về phần này, xem ghi chú bên dưới).

Trên đây là một lý thuyết rất có thể dựa trên các lý thuyết về dòng chảy trống và di chuyển ranh giới hạt do ứng suất nhiệt (ví dụ như leo và tăng trưởng hạt) và từ chuyển động trật khớp, đã được quan sát trực tiếp. Tuy nhiên, hành vi được mô tả để thư giãn, đã không được quan sát trực tiếp theo sự hiểu biết tốt nhất của tôi (tức là với kính hiển vi điện tử đường hầm).

Ghi chú

* Các nguyên tử xen kẽ sẽ có năng lượng thấp hơn trong các vị trí xen kẽ phù hợp với các hướng kéo, vì các vị trí đó có khối lượng tăng nhẹ. Điều này có liên quan đến sự căng thẳng và sự hình thành martensite, nhưng có thể có hoặc không có tác động đến thư giãn. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là biến dạng trục hoàn toàn có thể tạo ra tính chất dị hướng trong thép.