機械加工過程材料損傷及熱力學行為的研究

欒 陽

（沈陽鼓風機集團石化泵有限公司，遼寧 沈陽 110869）

我國現如今的制造業在進行機械加工工作開展過程當中經常會出現加工材料表面出現裂縫或者是光潔度下降等現象，在機械加工材料應用過程當中工件內部經常殘留材料殘骸，嚴重影響了企業的產品質量以及企業的后續加工。而本文在進行內容闡述過程中，主要針對的就是在機械加工過程當中材料損傷應力應變，以及材料組織變化這一系列的問題進行仔細分析，結合當今的材料熱力學行為和相應的損傷行為，樹立模擬實驗保證材料質量。

1 被加工材料的韌性損傷

（1）研究現狀。在對被加工材料的韌性損傷問題進行仔細研究過程當中，首先一定要明確當今材料內部損傷演化直至破壞一般會分為兩類機制，第一種是由于微裂紋而產生的破損，第二種則是由于材料上面的微孔洞不斷擴展以及和相應的其他問題相結合而產生的韌性損傷，對當今被加工材料的韌性損傷進行現狀研究過程當中還要對現如今材料產生韌性損傷的原因進行仔細分析，而且在材料正常應用過程中，金屬材料還會有明顯的變形現象。

（2）球型孔洞損傷。在材料進行加工過程當中，材料的表面還會有相應的球形孔洞損傷，而且在一般的工程材料正常使用過程當中，材料本身也會擁有大量的細觀孔洞，對材料表面的孔洞損傷進行分析過程當中孔洞的大小不同，而且孔洞的形狀也會根據自身的大小進行無規律分布，因此，在對這里材料的表面孔洞進行分析過程當中會耗費大量的時間和相應的費用，為了節約時間與費用，我國的機械制造企業在對材料的球形孔洞損傷進行仔細分析，過程當中一般都會采用局部平均化的方法對每一個孔洞進行測量。

（3）橢圓形孔洞損傷。在當今機械加工過程當中，很多零部件的生產與制造過程都需要利用相應的機器保證材料內部的各種孔洞被壓實，尤其是當今的橢球形孔洞損傷，工作人員在進行整體分析過程當中一定要保證孔洞的閉合機理具有較強的工程應用前景，而且，當今的人們在關注機械加工過程當中，材料所產生損傷原因情況時，更為注重的還是孔洞的形核，長大以及在后期發展過程當中形成的裂紋等問題。

（4）韌性損傷演化規律。對當今的韌性損傷進行仔細分析過程當中一般都會采用相應的公式對材料內部的孔洞體積百分比進行仔細計算，通過對材料內部孔洞體積百分數的計算總結出整體孔洞數據，然后再利用孔洞體積分數的演化方程就可以直接分析出材料在加工成型中的韌性損傷演化律，實際上當今的韌性損傷，演化律在進行仔細分析過程當中，不僅要貼合當今的材料自身成型狀況，更為重要的是也要仔細分析目前加工材料當中出現的損傷原因，根據損傷原因才能夠更好的去分析韌性損傷演化規律。

2 被加工材料的彈塑性大變形及損傷

（1）造成彈塑性大變形的因素。實際上，被加工材料的彈塑性大變形以及損傷產生的主要原因還是要根據在材料進行將過程當中內部應力與變形的關系，特別是金屬材料在進行加工過程當中最容易產生現象，而且被加工材料彈塑性大變形以及損傷，目前一直都受到當今工程界的特別廣泛的關注，而且，當今的泵類產品加工發展過程中也涉及到一部分有關于這方面的技術，因此，一定要對彈塑性大變形的因素進行仔細分析，造成彈塑性大變形的因素是由于材料內部自身結構再進行加工過程當中被破壞。

（2）圓柱試件拉伸頸縮問題。圓柱試件拉伸頸縮問題是目前具有彈塑性的韌性金屬材料在進行將過程當中最常見的一種力學問題和力學現象，在進行整體分析過程當中一定要注重材料自身的結構，結構的整體應用和結構自身的使用效果將會大大影響材料的整體被加工效果，同樣，在結構材料應用過程當中尤其是金屬材料本身的結構比較特殊，再進行加工過程當中更會產生上述問題。目前在我國的機械加工工作開展過程當中，真正能夠解決該問題的技術僅僅只是初期應用。

（3）含切口圓柱拉伸試件切口前沿的損傷。在對材料進行拉伸負載狀態下，試件的開口處的附近會產生非常強烈的力量集中反應。實際上材料再進行整體加工過程中，一般都會有三種應力狀態，當三種應力狀態，其中一種出現在材料的加工過程當中就會對材料產生相應的損傷，而且，為了能夠更好的仔細分析含切口圓柱拉伸試件切口前沿的損傷問題，就一定要對材料內部的受力分布和應力分布情況進行調查，其實在進行分布情況調查過程當中，還要對各種各樣的材料進行相應的試驗，收集實驗數據可以更好地保證實驗的準確性。

3 相變及損傷材料熱力學行為

（1）熱力學基礎。單位材料損傷以及熱力學行為進行仔細分析過程當中一定要對連續介質熱力學進行了解與分析，在當今的工程行業，對熱力學系統進行學習過程當中必須了解熱力學基礎和熱力學的整體發展概念，熱力學的基礎，實際上所表現的就是系統不可逆熱力學狀態的基本狀態變量，通過變量的計算來分析出材料內部的熱力動作是否符合正常現象，同樣，通過對熱力學行為進行仔細分析，也能夠真正尋找到材料當今的損傷原因。

（2）相變的熱傳導。相變的熱傳導實際上就是對材料內部在進行高溫加工過程當中的結構變化進行計算，在進行相變熱傳導計算過程當中，首先一定要考慮到在高溫作用后工件的連續冷卻過程，而且還要真正了解材料內部進行高溫加熱過程當中之后有沒有熱生成。材料在進行高溫加工過程當中肯定會由于變形產生相應的熱，因此，在整體計算過程當中一定要考慮材料內部的熱量與當今的材料形變之間的關系。只有真正明確材料在進行將過程當中本身結構是否會產生熱，才能夠研究材料在形變過程當中產生的熱傳導現象。

（3）彈塑性熱傳導。材料在進行加工過程當中，首先會進行變形尤其是材料內部結構在高溫加工過程之后更會產生結構變化，而在結構變化過程當中就會延伸出彈塑性熱傳導，彈塑性熱傳導實際上指的就是材料在加工過程當中產生形變而材料本身所具有的彈塑性在進行應力過程當中產生熱量，在進行材料加工過程當中彈塑性熱傳導也很容易導致當今的材料產生損傷，材料的整體應用加工過程中，由于在高溫條件下肯定會對材料內部的結構造成破壞，因此，通過對彈塑性熱傳導進行仔細分析可以準確把握到材料產生形變的主要原因。

4 結語

本文就機械加工過程中材料損傷及熱力學行為進行仔細研究。在研究過程當中，仔細分析和介紹了材料損傷原因，再對熱力學行為進行研究。過程當中提出了二點觀念，第一相變的熱傳導能夠改變材料內部結構，第二塑造性熱傳導能夠改掉材料本質，希望通過本文的仔細分析，能夠推動當今我國機械制造行業的快速發展。