·98· 北京科技大学学报 1993.No.1 8 Kirchner G,Wishizawa T and Uhrenius B.Met Trans,1973,4:187 9 Weiss R J and Taner K J.Phys Rev,1956,102:1490 10 Fridberg J and Harring H.TRITA-MAC-0007,Materials Centre,Rayal Institute of Technology,S10044,Stockholm,70,1971 11 Kirchner B,Harving H and Uhrenius B.Met Trans,1973,4:1059 12 Harring H,Kirchner B and Hillert M.Met Trans,1972,3:329 13 Smith R P.J.Amer Chem Soc,1946,68:1163 14.Rao MM,Russel R J and Winchell P G.Trans TMS-AIME,1967,239:634 15田绍敏.钢的化学成分及热处理参数手册.北京：能源出版社，1988 金属材料内时理论的本构关系探讨（一） 谢华锋 赵临平注红驹 应用经典塑性理论的先决条件在于掌提屈服面的运动规律，这往往是比较因难的。同 时，引入屈服面使本构关系在应力间中不连续，也给数值计算带来了不便。K.C.Valanis 提出的内时塑性理论，放弃传统的对屈服面运动规律的研究，用有物理内涵的内蕴时间Z 代替一个普适的绝对的牛顿时间T去量度不同材料的不可逆变形的历史，期望获得更准 确和更简单的材料本构关系。在方法论上，内时理论力图去建立较普遍适用的理论体系， 而不是去追求较普遍适用的具体准则。内时塑性理论为发展更方便更现实的塑性模型提供 了基础。 本系列研究试图针对金属材料的普遍性，在各种具体力学条件下，寻找由于材料内部 组织变化所必须满足的热力学条件，得出内变量变化所必须满足的规律，由此给出材料的 本构响应特性，最后能够以显式的本构方程形式表达出来。 作为系列研究的第一步，本文根据在等温和小变形条件下的各向同性塑性不可压缩材 料的内时本构方程，并采用塑性率无关条件，推导出单向拉伸的应力应变关系： 选取10号钢作了单向拉伸试验，并采用经典理论作了计算，以与内时理论结果进行 比较。实验及计算表明，内时理论的应力应变曲线与实验值拟合较好，而且经典塑性理论 的计算值也在该曲线附近。因此，内时理论本构方程在单向拉伸条件下是可靠的。北 京 科 技 大 学 学 报 ， ， ， ， ， 一 一 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 一 ， ， 田绍 敏 钢的化学成分 及热处理参数手册 北京 能源出版社 ， 金属材料内时理论的本构关 系探讨 一 谢华锋 赵 临平 注 红 驹 应 用 经典塑性理 论 的 先决 条件 在 于掌握屈 服 面的 运动 规律 ， 这往 往是 比较 困难的 。 同 时 ， 引人 屈 服 面 使本构关 系在应 力间 中不 连 续 ， 也给数值计算带来 了不便 。 提 出的 内时 塑性理论 ， 放 弃传统的对 屈 服 面运 动规律的 研究 ， 用有物理 内涵的 内蕴时 间 代 替一 个普 适 的 绝 对的 牛 顿时 间 去量度不 同材料 的不 可 逆 变 形的 历 史 ， 期望 获 得更 准 确和 更 简单的材料本构 关 系 。 在 方法 论上 ， 内时 理 论 力图 去建立较 普遍适用 的理 论体 系 ， 而不是 去 追求较 普遍适 用 的具体准 则 。 内时塑性理论为发 展更方便更 现 实的 塑性 模型提供 了基础 。 本系列研究试 图针对金属材料的普遍性 ， 在各种具体 力学条件下 ， 寻找 由于 材料内部 组 织变化所 必须满足的热力学条件 ， 得出内变量变化所必须满足 的规律 ， 由此给 出材料的 本构响应 特性 ， 最后 能 够以显 式的 本构方程形 式表达 出来 。 作为 系列研究 的第一步 ， 本文根据在等温 和小 变形条 件下的各向 同性塑性不可 压缩 材 料的 内时本构方程 ， 并采 用 塑性率无关条件 ， 推导 出单向拉伸的应 力应变关 系 。 一 万 冬 一 万 · 夕 选取 号钢 作 了单向拉伸 试验 ， 并采用 经 典理 论 作 了计 算 ， 以 与内时理 论 结果 进 行 比较 。 实验及计算表 明 ， 内时理论的应 力应变 曲线 与实验值拟合较好 ， 而且经典塑性理论 的计算值也在该 曲线附 近 。 因此 ， 内时理论本构方程在 单 向拉伸条件 下是可 靠的