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伯辛格效應

包辛格效 應(Bauschinger effect)是指金 屬材料在 經 歷 預先的塑性 變形 後,其反向 載入 時的屈服 強度降低的 現象。

當金 屬材料先被拉伸到塑性 變形 階段 後卸 載至零,再 進行 壓 縮 變形 時,材料的 壓 縮屈服 極限(σs)比未 經 預先拉伸塑性 變形而直接 進行 壓 縮 時的屈服 極限(σs)低,即 絕 對值更高。同 樣,如果先 進行 壓 縮使材料 發生塑性 變形,卸 載 後再拉伸 時,材料的拉伸屈服 極限也 會降低。 這一效 應使得材料在反向 載入 時的 彈性 極限或屈服 強度降低,特 別是在反向 載入 時塑性 變形可能立即 開始。

包辛格效 應可以用位 錯理 論 來解 釋。在 預先的 載入 變形 過程中,位 錯源在滑移面上 產生位 錯, 這些位 錯遇到障 礙 後塞 積, 產生了背 應力。 這 種背 應力反作 用於位 錯源, 當其足 夠大 時,可以使位 錯源停止 運 動。在反向 載入 時,如果位 錯 運 動的 方向 與背 應力的 方向一致,背 應力 將 幫助位 錯 運 動, 從而使得塑性 變形更容易 發生, 導致屈服 強度降低。

包辛格效 應 會 導致材料具有明 顯的各向 異性特性,即在不同的 載入 方向上表 現出不同的力 學性能。 這 種效 應在金 屬材料的塑性加工 過程中具有重要意 義,因 為它 會影 響材料的力 學行 為和加工成型 過程中的性能表 現。在工程 套用中,材料加工成型工 藝需要考 慮包辛格效 應,以及它 對材料疲 勞 強度的影 響。