阿伦尼乌斯-哈扎德方法在强度加性、动态应变老化及屈服面研究中的应用

《ACTA MATERIALIA》：An Arrhenius–Hazard Approach to Strength Additivity, Dynamic Strain Aging, Yield Surfaces

　　

阿米尔·阿齐齐|沈杰·狄龙

摘要

预测合金强度需要综合考虑多种强化机制，然而传统的$p$准则和${\left({\sigma }_1^p+{\sigma }_2^p\right)}^{1/p}$往往缺乏物理依据，且当条件变化时需要重新调整。本研究表明，通过将机制叠加转化为速率竞争，危险分析有助于解决这种加性问题。该框架在三种不同情境下得到了验证：（i）颗粒强化，其中剪切（离散障碍）、奥罗万循环（连续功，通过兰伯特-$W$函数）以及攀移辅助绕过机制通过加性危险相互竞争，并与森林硬化机制整合到变形机制图中；（ii）波特文-勒夏特列效应，其中溶质老化通过普罗尼级数改变各危险通道中的障碍，从而形成特征的V形波特文-勒夏特列窗口及锯齿状流动，且无需假设负的速率敏感性；（iii）屈服面，其中标量应力偏置可推广为张量形式的激活功$\mathcal{W}=\mathbf{\sigma }:\mathit{A}$，因此等分位数屈服位置对应于等危险轮廓，其几何形状由激活功张量的对称性决定，包括冯·米塞斯、非施密德以及多机制包络线。在这三种情况下，竞争规则均源自速率物理规律，而非现象学规则。