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Ecuación de Hollomon para el endurecimiento por deformación

1945-01-01
  • John H. Hollomon, Jr.
Investigador analiza la ecuación de Hollomon en un laboratorio de ciencia de materiales para el modelado de deformación plástica.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La ecuación de Hollomon es una relación empírica de ley de potencia que describe la parte de la tensión verdadera-verdadera cepa curva entre el inicio de la deformación plástica (fluencia) y el inicio del estrechamiento (UTS). La ecuación es [latex]sigma_t = K epsilon_t^n[/latex], donde [latex]sigma_t[/latex] es la verdadera estrés, [latex]epsilon_t[/latex] es la deformación plástica real, K es el coeficiente de resistencia y n es el exponente de endurecimiento por deformación.

La ecuación de Hollomon proporciona un modelo matemático sencillo pero eficaz para el fenómeno del endurecimiento por deformación (o endurecimiento por trabajo), en el que un material dúctil se vuelve más fuerte y más duro a medida que se deforma plásticamente. El exponente de endurecimiento por deformación, "n", es una propiedad clave del material derivada de esta ecuación. Suele oscilar entre 0 (para un sólido perfectamente plástico) y 1. Un valor "n" más alto indica un material más duro. Un valor 'n' más alto indica una mayor capacidad de endurecimiento por deformación. Para muchos metales, "n" es numéricamente igual a la deformación real en el punto de resistencia última a la tracción. El coeficiente de resistencia, 'K', representa la tensión verdadera a una deformación verdadera de 1,0. Esta ecuación sólo es válida en la región plástica, después del límite elástico y antes de que comience el estrangulamiento. Se determina trazando la tensión real frente a la deformación real en una escala logarítmica; los datos en la región plástica deben formar una línea recta. La pendiente de esta línea es "n", y la intersección en [latex]\epsilon_t = 1[/latex] es "K". Aunque es un modelo empírico y no capta todas las complejidades de la deformación plástica (como el efecto Bauschinger), su simplicidad y utilidad lo han convertido en una herramienta estándar en la ciencia de los materiales y la ingeniería mecánica para analizar y predecir la respuesta de los metales a la deformación plástica.

UNESCO Nomenclature: 3313
- Ciencia de los materiales

Tipo

Modelo matemático

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • conceptos de estrés verdadero y deformación verdadera
  • Observación experimental del endurecimiento por trabajo en metales.
  • Desarrollo de técnicas de trazado logarítmico para el análisis de datos
  • Necesidad de modelos predictivos en las industrias de conformado de metales

Aplicaciones

  • Análisis de elementos finitos (FEA) para modelar la deformación plástica
  • Predecir el comportamiento del material en operaciones de conformado de metales como embutición profunda y estampación
  • Caracterización de la capacidad de endurecimiento por trabajo de los metales
  • Desarrollo de modelos de materiales para simulaciones de accidentes
  • evaluación de la conformabilidad de chapas metálicas

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: Ecuación de Hollomon, endurecimiento por deformación, endurecimiento por trabajo, tensión verdadera, deformación verdadera, deformación plástica, coeficiente de resistencia, exponente de endurecimiento por deformación, conformado de metales, modelo constitutivo.

Contexto histórico

Ecuación de Hollomon para el endurecimiento por deformación

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1948
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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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