نمودار شارش

نمودار شارش ( به انگلیسی: Flow curve ) یا نمودار تنش - کرنش حقیقی نوعی نمودار تنش - کرنش است که در آن تنش واقعی بر حسب کرنش واقعی نمایش داده می شود. در مواد چکش خوار این نمودار تفاوت فاحشی با نمودار تنش - کرنش مهندسی دارد. [ ۱] برای رسم این نمودار، تنش واقعی از تقسیم نیرو بر سطح مقطع لحظه ای بدست آمده و کرنش واقعی به صورت زیر تعریف می شود:[ ۲]
ε t = ∫ l 0 l d l l = ln ⁡ l l 0
قمست ابتدایی این نمودار خطی بوده و به تغییر شکل الاستیک مواد مربوط است که می شود آن را توسط قانون هوک نمایش داد. در موادی که قابلیت تغییر شکل پلاستیک قابل توجهی دارند، نمودار پس از قسمت خطی دارای بخشی سهمی وار است که در اثر فرآیندهای تغییر شکل پلاستیک همگن ایجاد می شود. [ ۳] با اینکه تلاش های بسیاری برای برازش ریاضیاتی این بخش از نمودار انجام شده است اما تاکنون رابطه ای تابعی بین تنش واقعی و کرنش واقعی یافته نشده است. [ ۴] متداول ترین روش بیان این بخش از نمودار به شکل توانی است که اغلب به بولففینگر، [ ۵] لودویگ[ ۶] و هولمون[ ۷] نسبت داده می شود:[ ۸] [ ۹]
σ = K ε n
که در آن σ تنش حقیقی، ε کرنش مومسان حقیقی، n توان کارسختی و K ثابت ماده ( ضریب استحکام ) است که به صورت مقدار تنش حقیقی در کرنش حقیقی ۱ تعریف می شود. [ ۱۰] هر دو مقدار K و n از ثابت های ماده هستند که می شود آن ها را به طور تجربی بدست آورد. [ ۱۱] مقدار n اغلب بین ۰٫۲ تا ۰٫۵ و مقدار K بین G/100 تا G/1000 متغیر است. [ ۱۲] پس از گلویی شدن نمونه و در کرنش های زیاد به دلیل ایجاد تنش های محیطی در بخش گلویی، بایستی تنش حقیقی به کاررفته در مدل توانی اصلاح شود. [ ۱۳] یکی از روش های معمول استفاده از منحنی تجربی بریجمن[ ۱۴] برای محاسبهٔ ضریب تصحیح است. [ ۱۵]
با اینکه نیروی وارد بر نمونهٔ تحت آزمون مقدار بیشینه ای داشته و پس از آن کاهش می یابد، تنش واقعی در نمودار شارش به طور یکنواخت تا نقطهٔ شکست افزایش می یابد. [ ۱۶] سطح زیر نمودار تنش - کرنش حقیقی، کار انجام شده یا انرژی مورد نیاز برای تغییر شکل واحد حجم ماده است. [ ۱۷]