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塑性失效

塑性失效是一 種材料失效模式,主要涉及 壓力容器等 結 構。根 據塑性失效 準則, 當器壁表面的 應力 達到材料的屈服 強度 時, 並不意味 著容器的失效,只有 當器壁整 個厚度 範圍全部屈服 時,容器才算失效。 這是因 為 對於薄膜 應力,因 為它沿壁厚均 勻分 布,器壁上一 點屈服即意味 著 該元件的整 個受 載截面同 時屈服;但 對於 彎曲 應力,因 為它沿壁厚 線性分 布, 由於 壓力容器所用都 屬延塑性 較高的材料,器壁表面 應力 達材料的σs 時, 還 遠未 發 揮整 個截面的承 載 潛力,除表面以外的 其餘材料仍可承受 繼 續外加的 載荷。

塑性失效 設 計 準則是指以 內外壁整 體屈服作 為容器 達到 極限承 載能力(即失效)的一 種 強度 設 計 準則。 認 為一旦容器 內壁屈服而其他部分 還 處於 彈性 狀 態 時,仍可 繼 續提高承 載能力。 對於理想塑性材料,可 將容器 總 體部位 進入整 體屈服或局部 區域沿整 個壁厚 進入全域屈服 時的 載荷作 為 極限 載荷。

冷作模具和 熱作模具中,塑性失效的原因主要 包括材料 選 擇和 熱 處理工 藝不正 確, 衝壓操作不 當,以及高 溫 軟化等。在 塑膠模具中,塑性失效的原因主要是材料 強度 與 韌性不足,超 載使用,型腔表面的硬化 層 過薄, 變形抗力不足,回火不足,以及工作 溫度高 於回火 溫度 導致模具 發生 軟化。