[论文解读] Internal Stress in Model Elasto-Plastic Fluids

Takeshi Ooshida, Ken Sekimoto|arXiv (Cornell University)|Oct 12, 2004

Rheology and Fluid Dynamics Studies被引用 1

一句话总结

本文提出了一种二维弹塑性流体模型中内应力的涡量定义，展示了过往的机械历史如何通过应力记忆诱导内应力并改变外部载荷下的塑性响应。主要贡献在于建立了一个物理解释一致的框架，通过涡量演化将内应力动力学与塑性变形联系起来。

ABSTRACT

Plastic materials can carry memory of past mechanical treatment in the form of internal stress. We introduce a natural definition of the vorticity of internal stress in a simple two-dimensional model of elasto-plastic fluids, which generates the internal stress. We demonstrate how the internal stress is induced under external loading, and how the presence of the internal stress modifies the plastic behavior.

研究动机与目标

• 为弹塑性流体中的内应力涡量提出一个物理解释明确的定义。
• 理解先前的机械处理如何通过内应力诱导持久的内应力。
• 研究在外部载荷下内应力如何改变塑性变形。
• 建立一个动力学框架，将应力记忆与弹塑性响应联系起来。

提出的方法

• 在二维弹塑性流体模型中正式定义内应力涡量。
• 运用连续介质力学原理，推导内应力及其涡量的演化方程。
• 模拟外部载荷情景，观察应力的诱导与重分布。
• 分析内应力涡量如何影响塑性流动和材料记忆。
• 应用运动学和本构关系，以模拟应力记忆效应。

实验结果

研究问题

• RQ1 在外部载荷下，弹塑性流体中的内应力如何生成并维持？
• RQ2 内应力场中涡量的物理解释和作用是什么？
• RQ3 先前的机械历史如何通过内应力影响当前的塑性响应？
• RQ4 内应力涡量以何种方式改变塑性变形的动力学？

主要发现

• 内应力涡量为弹塑性流体中的应力记忆提供了一种自然且一致的度量方式。
• 过往载荷诱导出持久的内应力，从而改变材料对后续载荷的响应。
• 内应力涡量动态演化，并影响塑性流动模式。
• 内应力的存在导致应力非平凡的重分布以及屈服行为的改变。