基本介紹
- 中文名：包申格效應
- 外文名：Bauschinger Effect
- 消除方法：預先進行較大的塑性變形
- 適用範圍：金屬材料加工
- 學科：構造地質學
- 現象：規定殘餘應力降低
主要內容,理論解釋,產生原因,消除方法,
主要內容
已在某一方向上產生塑性變形的金屬，當它在反方向上變形時，與原預應變方向的應力應變相比，其屈服強度明顯下降。這一現象在1886年由德國人Bauschinger首先發現，並被以其名命名，簡稱為BE（Bauschinger effect）。這一效應對於材料的冷塑性變形、校直、尺寸穩定性以至服役性能均帶來不利影響，增加了一個有待預測的變數。傳統的文獻中所給出的包申格效應的研究成果，通常都是指在軸向拉壓試驗條件下的結果，其材料內部的微觀應力通常為晶粒尺度範圍內的微觀應力，理論上的解釋也是基於這一點。但是，對於由板到管時的塑性彎曲，會引入可觀的巨觀殘餘應力，這種巨觀殘餘應力會對包申格效應帶來附加的顯著影響。
理論解釋
假設試樣承受超過初始屈服應力的單向拉伸應力產生塑性變形，這對應於A點，然後卸載至B點，忽略滯後現象，則卸載是彈性的，並且保留一定的塑性變形。當以拉伸的形式重新載入，拉伸路徑沿彈性線BA，隨後的拉伸屈服應力為，應大於初始屈服應力。若再卸載至B點以後，承受單向壓縮，則式樣的屈服應力將減少（等於），其絕對值低於。這種現象稱為包申格效應。
通常認為，把材料受載後產生一定的變形，二卸載後這部分變形消逝，材料回復到原來的狀態的性質（彈性）為理想彈性性質，實際上絕大多數固體材料的彈性行為都表現出非理想彈性性質。彈性應力不僅僅是應力的關係函式，並且和時間有關係，即屈服強度會隨載入歷史的不同而有所變化。
產生原因
包申格效應與金屬材料中位錯運動所受的阻力變化有關。在金屬預先受載產生少量塑性變形時，位錯沿某滑移面運動，遇到林位錯而彎曲。結果，在位錯前方，林位錯密度增加，形成位錯纏結或胞狀組織。這種位錯結構在力學上是相當穩定的，因此，如果此時卸載並隨後同向載入，位錯線不能作顯著運動，巨觀上表現為規定殘餘伸長應力增加。但如卸載後施加反向力，位錯被迫作反向運動，因為在反向路徑上，像林位錯這類障礙數量較少，而且也不一定恰好位於滑移位錯運動的前方，故位錯可以再較低應力下移動較大距離，即第二次反向載入，規定殘餘伸長應力降低。
如果金屬材料預先經受大量塑性變形，因位錯增殖和難於重新分布，則在隨後反向載入時，包申格應變等於0。
消除方法
預先進行較大的塑性變形，或在第二次反向受力前先使金屬材料於回復或再結晶溫度下退火，如鋼在400~500℃以上，銅合金在250~270℃。
