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Équation de Hollomon pour l'écrouissage

1945-01-01
  • John H. Hollomon, Jr.
Chercheur analysant l'équation de Hollomon dans un laboratoire de science des matériaux pour la modélisation de la déformation plastique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

L'équation de Hollomon est une relation empirique de loi de puissance qui décrit la partie de la vraie contrainte-vraie souche curve between the onset of plastic deformation (yielding) and the onset of necking (UTS). The equation is [latex]sigma_t = K epsilon_t^n[/latex], where [latex]sigma_t[/latex] is the true stresser, [latex]epsilon_t[/latex] is the true plastic strain, K is the strength coefficient, and n is the strain-hardening exponent.

L'équation de Hollomon fournit un modèle mathématique simple mais efficace pour le phénomène d'écrouissage (ou de durcissement par écrouissage), où un matériau ductile devient plus fort et plus dur lorsqu'il est plastiquement déformé. L'exposant d'écrouissage, "n", est une propriété clé du matériau dérivée de cette équation. Il est généralement compris entre 0 (pour un solide parfaitement plastique) et 1. Une valeur "n" plus élevée indique une plus grande capacité d'écrouissage. Pour de nombreux métaux, "n" est numériquement égal à la déformation réelle au point de résistance ultime à la traction. Le coefficient de résistance, "K", représente la contrainte réelle à une déformation réelle de 1,0. Cette équation n'est valable que dans la région plastique, après la limite d'élasticité et avant le début du collet. Elle est déterminée en traçant la contrainte réelle en fonction de la déformation réelle sur une échelle log-log ; les données dans la région plastique doivent former une ligne droite. La pente de cette ligne est "n" et l'ordonnée à [latex]\epsilon_t = 1[/latex] est "K". Bien qu'il s'agisse d'un modèle empirique qui ne rend pas compte de toutes les complexités de la déformation plastique (comme l'effet Bauschinger), sa simplicité et son utilité en ont fait un outil standard en science des matériaux et en génie mécanique pour analyser et prédire la réponse des métaux à la déformation plastique.

UNESCO Nomenclature: 3313
- Science des matériaux

Taper

Modèle mathématique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • notions de stress réel et de contrainte réelle
  • observation expérimentale de l'écrouissage des métaux
  • développement de techniques de tracé logarithmique pour l'analyse des données
  • besoin de modèles prédictifs dans les industries de formage des métaux

Applications

  • élément fini (FEA) pour la modélisation de la déformation plastique
  • predicting material behavior in metal forming operations like formage profond and stamping
  • caractérisant la capacité d'écrouissage des métaux
  • développement de modèles de matériaux pour les simulations de collision
  • évaluation de la formabilité des tôles

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • développement de modèles constitutifs plus complexes (par exemple, Ludwig, Swift, Vocce) pour une précision améliorée
  • simulations de formage avancées pour éviter les déchirures et les plis dans la tôle
  • ébauches soudées sur mesure avec différentes propriétés d'écrouissage
  • design of materials with optimal ‘n’ values for specific forming applications
  • modèles de maintenance prédictive pour composants soumis à déformation plastique
  • ingénierie microstructurale pour contrôler l'exposant d'écrouissage
  • modèles de matériaux dynamiques intégrant les effets de la vitesse de déformation et de la température
  • prédiction du diagramme de limite de formabilité (FLD)
  • logiciel d'extraction automatisée de paramètres de matériaux à partir de données de test
  • matériaux à gradient avec un comportement de durcissement variable dans l'espace
En rapport avec : équation de Hollomon, écrouissage, écrouissage, contrainte vraie, déformation plastique, coefficient de résistance, exposant d'écrouissage, mise en forme des métaux, modèle constitutif.

Contexte historique

Équation de Hollomon pour l'écrouissage

1940
1940
1940
1945-01-01
1949
1950
1950
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1948
1950
1950
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(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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