Viscoplasticidad
Sin embargo, ciertas aleaciones exhiben viscoplasticidad a temperatura ambiente (300K).
Para los polímeros, la madera y el betún, se requiere la teoría de la viscoplasticidad para describir el comportamiento más allá del límite de elasticidad o viscoelasticidad.
[8] En 1929, Norton[9] desarrolló un modelo unidimensional con amortiguación que relacionaba la velocidad de fluencia secundaria con la tensión mecánica.
En 1934, Odqvist[10] generalizó la ley de Norton al caso tridimensional.
Conceptos como la normalidad del flujo plástico a la superficie de fluencia y las reglas de flujo para la plasticidad fueron introducidos por L. Prandtl (1924)[11] y Reuss (1930).
[12] En 1932, Hohenemser y W. Prager[13] propusieron el primer modelo para el flujo viscoplástico lento.
Para un análisis cualitativo, se realizan varias pruebas características para describir la fenomenología de los materiales viscoplásticos.
Algunos ejemplos de estas pruebas son [8] Un hecho común en la deformación plástica es que en muchos materiales con endurecimiento se requiere un aumento en la tensión para producir una deformación adicional.
La fluencia es la tendencia de un material sólido a deformarse permanentemente bajo tensiones constantes.
Los ensayos de fluencia miden la respuesta a la deformación bajo una tensión constante, como se muestra en la figura adjunta.
El ensayo de fluencia, por ejemplo, se realiza aplicando una fuerza/tensión constante y analizando la respuesta a la deformación del sistema.
De hecho, estos ensayos caracterizan la viscosidad y se pueden utilizar para determinar la relación que existe entre la tensión y la velocidad de deformación viscoplástica.
El valor residual que se alcanza cuando la tensión se estabiliza al final de un ensayo de relajación correspondiente al límite superior elástico.
En las conexiones paralelas, la tensión es aditiva mientras que la deformación es igual en cada elemento.
En la discusión posterior, la tensión y la velocidad de deformación se escriben como
y, por lo tanto, no hay tensión de fluencia inicial, es decir,
es una función no lineal de la tensión aplicada y viene dada por donde
es un parámetro de ajuste, λ es la viscosidad cinemática del material y
Si asumimos que el flujo plástico es isocórico (preserva el volumen), entonces la relación anterior se puede expresar en la forma más familiar[20] donde
Se pueden utilizar dos tipos de enfoques elementales para construir un modo elástico-perfectamente viscoplástico.
[28] Este modelo se ha usado para modelizar la deformación plástica del cobre y el tantalio [29] aleaciones de acero,[30][31] y aleaciones de aluminio.
Sin embargo, el modelo PTW tiene componentes que pueden modelar la deformación plástica en el régimen de choque sobrealimentado (tasas de deformación superiores a 107/s).
Esto no es, como a menudo se piensa, solo un parámetro para adimensionalizar
es el módulo de cizalladura a temperatura y presión estándar.
El modelo Zerilli-Armstrong (ZA) [35][36] se basa en una mecánica de dislocación simplificada.
El modelo de Zerilli-Armstrong ha sido modificado por [37] para un mejor rendimiento a altas temperaturas.
es el módulo de cizalladura a 0 K y la presión ambiente.
) viene dado por una ley de Voce modificada empíricamente Donde y
Tenga en cuenta que la tasa máxima de deformación suele limitarse a unos
El esfuerzo de saturación y el límite elástico vienen dados por donde
