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巴辛格效應

包辛格效應(Bauschinger effect)是指金屬材料在經歷塑性變形後,其反向載入時的屈服極限降低的現象。

這一效應最初由德國工程師Johannes Bauschinger在1886年發現,並以其名字命名。當金屬材料先被拉伸到塑性變形階段,然後卸載至零,再進行壓縮時,其壓縮屈服極限(σs)的絕對值比原始態(即未經預先拉伸塑性變形而直接進行壓縮)的屈服極限(σs)要低。相反,如果先進行壓縮,再拉伸,也會觀察到拉伸屈服極限的降低。

包辛格效應會導致材料具有明顯的各向異性,使得金屬材料的塑性加工過程的力學分析變得複雜。在塑性加工的力學分析中,通常為了簡化問題,會忽略包辛格效應,但對於涉及往復載入、卸載再載入的過程,特別是那些涉及反向塑性變形的問題,包辛格效應則是需要考慮的。

包辛格效應的成因與位錯塞積群的反向易滑移有關。在材料經歷塑性變形後,位錯的產生和堆積會影響材料在反向載入時的力學行為。此外,包辛格效應在多晶體材料中更為顯著,一般認為是由晶界間的殘餘應力引起的。

包辛格效應在工程套用中具有重要意義,特別是在材料加工成型工藝中需要考慮這一效應。此外,包辛格效應與材料的疲勞強度密切相關,對材料的疲勞壽命有重要影響。