弯曲铝样品中非均匀塑性的非线性声学表征
材料科学
2022-12-20 v1
摘要
了解金属结构中塑性变形的状态对于防止失效至关重要。这就是为什么基于一阶弹性常数测量的无损声学测试方法得以发展并被广泛使用。然而，通常在空间上不均匀的塑性变形，如果弹性常数的变化太小，这些方法可能无法检测到。近年来，基于在样品表面进行的测量的数字图像相关技术，已成功与有限元建模结合使用，以获取样品内部塑性变形的信息。声波可以深入穿透样品，并提供了探测塑性变形材料内部的可能性。此前，我们已经证明非线性声学方法对位错密度变化的敏感度远高于线性方法。在这里，我们展示了非线性二次谐波产生方法（SHG）足够灵敏，能够检测厘米尺寸铝件中的不同von Mises应力区以及有效塑性应变。这是通过对一个经过三点弯曲测试的样品进行超声测量实现的。由于应力相对较低且变形较小，样品通过位错增殖发生塑性变形。因此，我们得出结论，由SHG测量的非线性参数也对位错密度敏感。我们的实验结果与通过有限元方法（FEM）建模获得的数值结果一致。我们还通过X射线衍射测量（XRD）支持了声学结果。尽管XRD具有侵入性且精度较低，但它们也与声学测量和有限元模拟中的塑性变形一致。
引用
@article{arxiv.2212.09357,
title = {Nonlinear acoustic characterization of heterogeneous plasticity in bent aluminium samples},
author = {Carolina Espinoza and Vicente Salinas and Makarena Osorio and Edgar Pío and Claudio Aguilar and Fernando Lund and Nicolás Mujica},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.09357},
year = {2022}
}