金属中的热机械转换：Taylor-Quinney 系数的位错塑性模型评估
材料科学
2020-07-09 v1 介观与纳米尺度物理
统计力学
应用物理
摘要
利用一个将能量分配为冷加工的原子构型储存能与动力学振动能的分区能量热力学框架，我们推导了 Taylor-Quinney 系数的一个重要约束，该系数量化了塑性变形期间转化为热的塑性功比例。与这两种能量贡献相关的是两个独立的温度——热能为普通温度，构型能为有效温度。我们表明 Taylor-Quinney 系数是热力学定义的有效温度的函数，该温度度量材料中原子构型无序度。使用热力学位错理论（TDT）对最近发表的铝合金 6016-T4 实验 \citep{neto_2020} 进行有限元分析，显示理论与实验在应力-应变行为和温度时间演化上均吻合良好。模拟包含了实验期间传导和对流的热能损失，且模拟结果中存在显著热梯度。还给出了微分 Taylor-Quinney 系数的计算值，表明其值因材料而异并随应变增大而增大。
引用
@article{arxiv.2007.04270,
title = {Thermomechanical conversion in metals: dislocation plasticity model evaluation of the Taylor-Quinney coefficient},
author = {Charles K. C. Lieou and Curt A. Bronkhorst},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.04270},
year = {2020}
}