非線性05_材料非線性-免費(fèi)閱讀
【正文】 塑性基礎(chǔ) 第六章 Basic Structural Nonlinearities Training Manual 6. 塑性基礎(chǔ) 什么是塑性 ? ? 當(dāng)韌性材料經(jīng)歷了超過(guò)彈性極限的應(yīng)力 , 將發(fā)生屈服 , 獲得大而永久的變形 . – 塑性指超過(guò)屈服極限的材料響應(yīng) . – 塑性響應(yīng)對(duì)于金屬成型加工是重要的 . – 對(duì)于使用中的結(jié)構(gòu) , 塑性作為能量吸收機(jī)構(gòu)很重要 . ? 材料幾乎沒(méi)有塑性變形就斷裂 , 稱為脆性 . ? 很多方面 , 韌性響應(yīng)比脆性響應(yīng)更安全 . ? 塑性是最常用的 ANSYS 材料非線性 . Basic Structural Nonlinearities Training Manual … 塑性基礎(chǔ) ? 本章將通過(guò)如下主題簡(jiǎn)要介紹塑性材料非線性基礎(chǔ) : A. 綜述 B. 建模 C. 求解 D. 后處理 ? 目的是了解如何在 ANSYS 模型中包括基本塑性選項(xiàng) . 另外 , 更高級(jí)的塑性選項(xiàng) , 和其他材料非 線性 (如蠕變和超彈性 )都在 高級(jí)結(jié)構(gòu)非線性 培訓(xùn)手冊(cè)中討論 . Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎(chǔ) A. 綜述 ? 塑性是一種在施加載荷的作用下 , 材料發(fā)生永久變形 (不可逆的塑性應(yīng)變發(fā)展 )材料行為 . 低碳鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線 (夸大的 ) ? ? 彈性 理想塑性 應(yīng)變強(qiáng)化 上屈服點(diǎn) 破壞 Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎(chǔ) … 綜述 ? 結(jié)構(gòu)的塑性響應(yīng) (典型地 , 是由于多軸應(yīng)力狀態(tài) ) 基于單軸試驗(yàn)試樣的結(jié)果 . 基于單軸應(yīng)力 應(yīng)變?cè)囼?yàn)的結(jié)果 , 可以得到如下信息 : – 比例極限 . – 屈服點(diǎn) . – 應(yīng)變強(qiáng)化 . Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎(chǔ) … 綜述 比例極限和屈服點(diǎn) ? 大多數(shù)韌性金屬在一個(gè)稱為 比例極限 的應(yīng)力水平下表現(xiàn)出線性行為 . – 在比例極限以下 , 應(yīng)力和應(yīng)變線性相關(guān) . ? 另外 , 在稱為 屈服點(diǎn) 的應(yīng)力水平以下, 應(yīng)力 應(yīng)變響應(yīng)為彈性 . – 在屈服點(diǎn)以下 , 卸載后 , 發(fā)生的任何應(yīng)變都是完全可恢復(fù)的 . ? ? 比例極限 屈服點(diǎn) Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎(chǔ) … 綜述 … 比例極限和屈服點(diǎn) : ? 因?yàn)橥ǔＧc(diǎn)和比例極限之間差別很小 , ANSYS 程序總是假定它們是相同 . ? 屈服點(diǎn)以下的應(yīng)力 應(yīng)變曲線部分稱為彈性區(qū) , 屈服點(diǎn)以上的部分稱為塑性區(qū) . ? ? 屈服點(diǎn) 彈性 塑性 Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎(chǔ) … 綜述 應(yīng)變強(qiáng)化 ? 屈服后的行為典型地刻劃為 彈性 理想塑性 或 應(yīng)變強(qiáng)化 行為 . – 應(yīng)變強(qiáng)化 是一種材料響應(yīng) , 當(dāng)超過(guò)初始屈服點(diǎn)以后 , 隨著應(yīng)變的增大 , 屈服應(yīng)力增大 . 彈性 理想塑性 應(yīng)變強(qiáng)化 ? ? ?y ?y ? ?y ?y ? 單軸應(yīng)力 應(yīng)變曲線 Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎(chǔ) … 綜述 ? 增量塑性理論 給出一種描述應(yīng)力增量和應(yīng)變?cè)隽? (D? 和 D?) 的數(shù)學(xué)關(guān)系 , 用于表示塑性范圍內(nèi)的材料行為 . ? 在增量塑性理論中 , 有三個(gè)基本組成部分 : – 屈服準(zhǔn)則 . – 流動(dòng)準(zhǔn)則 . – 強(qiáng)化規(guī)律 . Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎(chǔ) … 綜述 屈服準(zhǔn)則 ? 對(duì)于單向拉伸是試件 , 通過(guò)比較軸向應(yīng)力與材料屈服應(yīng)力可以確定是否屈服 . 然而 , 對(duì)于多向應(yīng)力狀態(tài) , 有必要去定義一個(gè)屈服準(zhǔn)則 . ? 屈服準(zhǔn)則 是應(yīng)力狀態(tài)的單值 (標(biāo)量 )度量 , 可以很容易地與單軸試驗(yàn)的屈服應(yīng)力相比較 . 因此 , 如果知道應(yīng)力狀態(tài)和屈服準(zhǔn)則 , 程序就能確定是否會(huì)發(fā)生塑性應(yīng)變 . Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎(chǔ) … 綜述 … 屈服準(zhǔn)則 : ? 一個(gè)常用的屈服準(zhǔn)則是 von Mises 屈服準(zhǔn)則 , 只要變形的內(nèi)能 (等效應(yīng)力 )超過(guò)一定值 , 就會(huì)發(fā)生屈服 . Von Mises 等效應(yīng)力定義為 : 式中 , ?1, ?2 和 ?3 是主應(yīng)力 . 當(dāng)?shù)刃?yīng)力超過(guò)材料的屈服應(yīng)力時(shí)發(fā)生屈服 :
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