【正文】 ix at each increment. If the residuals or displacements at the end of the increment satisfy the chosen tolerance, no recycling takes place.During recycles, the strains recovered from the previous iteration are used as estimated strains for the stiffness evaluation. The recycling procedure prevents poor strain estimates from adversely affecting the solution. AutoForge makes no distinction in elasticplastic constitutive calculations between the assembly phase and recovery phase in calculating constitutive equations, except for updating the stress and strain quantities according to the process described below. For simplicity the derivation discussed below is for infinitesimal plasticity. This is modified to treat finite strain plasticity observed in the forging analyses. 材料特性 AutoForge (有限元分析軟件)可以將材料表現(xiàn)為彈塑性材料或剛塑性材料。假如材料各向同性的,那么，要建立彈塑性模型,至少需要三個數據點。 楊氏模量 (E) 、泊松比()和起始屈服應力 (y) 。而要建立一個剛塑性模型，只需要屈服應力就夠了。 這些數據（楊氏模量 (E) 、泊松比()和起始屈服應力 (y)、屈服應力）必須從實驗或材料手冊中獲得。 這些數值可能因溫度的改變而改變。因此可以通過數據表來選擇相應的數據。材料的流量應力變化伴隨著材料變形,這就是應變硬化或加工硬化特性而且會收到變形率的影響。 這些特性也可以通過數據表得到。線性的塑性變形模型是工程材料中最普遍的。 這一個模型中,應力和應變呈線性關系。這種關系可以通過虎克定律來表現(xiàn)。 圖D1顯示, 在拉力試驗中應力成比例。 直線的比率就是材料的彈性系數 ( 楊氏模數)。E( 柔性系數)=(軸向的應力)/(軸向向的應變)實驗表明實驗棒的軸向伸長總是伴隨著徑向收縮。線彈性材料的這個比值為:v=( 橫向的縮小)/(軸向的伸長)()這即是泊松比。 同樣地，剪切模量( 剛性模數) 為:G(剪切模量)=( 剪切應力)/( 剪切應變)()這些公式適用于各項同性的材料：G= E/2(1+ n)()等方性的線性有柔性方法的應力應變關系被表示成：是常數和 G(剪率) 被表示成：材料的特性能完全地被二個參數定義：常數 E 和 v。時間獨立無彈性特性對于大多數金屬 ( 包括許多其他的材料) ，在拉力試驗中，下面的現(xiàn)象都是普遍的。 如果在試樣中的應力小于材料的屈服應力,材料表現(xiàn)為彈性形變，而且試樣的應力將會與應變成比例。如果在試樣中的應力大于材料的屈服應力,材料將發(fā)生的不再是彈性變形，而且應力應變圖關系將會變成非線性。 Figure D2 表現(xiàn)一個典型的應力應變曲線圖。從圖中我們可以看到塑性變形區(qū)和非塑性變形區(qū)。在彈性變形區(qū)域里面，應力與應變是一一對應的。 因此，如果在試樣中的應力(加壓) 從零 (點 0) 增加到 s1 (點 1), 然后減少 (卸壓) 對準零位, 試樣的應變也被從零增加到 e1, 然后回到對準零位。 彈性變形在試樣的應力釋放之后完全地恢復原來的樣子。 Figure D3 舉例說明這關系。 非塑性變形區(qū)域的加壓和減壓的情形不同于彈性變形。 如果試樣被加壓超過屈服應力到點2, 試樣的應力在s2 而且總應變是e2, 在試樣的應力釋放之后，變形完全地回復。 然而,塑性 (塑料性物質) 應變, 在試樣中保持。 Figure D3舉例說明這關系。同樣地，如果試樣被加壓到點 3 然后卸壓至零位,應變在試樣中保持。 這個和彈性變形很明顯是不相同的。 我們能在塑性變形區(qū)域中得出結論:? 在應力的卸載之后，塑性應變永遠地在試樣中保持。? 在試樣中保持的塑性應變的大小取決于應力卸載的起始點(pathdependent behavior)。應力應變圖曲線通常用來反映總量之間的關系 ( 總應力與總應變之比)。 同F(xiàn)igure D4一樣，我們也可以繪制總應力應變圖曲線,如Figure D2所示. 總的應力應變曲線的斜度被定義為材料的加工硬化斜度 (H) 。 加工硬化斜度是一個關于塑塑性應變的函數。在圖 D2 中的應力應變圖曲線是完全從實驗的數據直接繪制的。 它能被簡單的表示為數字的模型。 簡化之后表現(xiàn)為圖 D5 中:1. 雙線性的表現(xiàn)–恒定的加工硬化斜度2. 理想的彈塑性材料–沒有加工硬化3. 理想的塑性材料–沒有加工硬化和變形回復4. 分段線性的表現(xiàn)–復式的持續(xù)加工硬化斜度5. 應變軟化物質–負的加工硬化斜度除了彈性材料的常數 ( 楊氏模量和泊松比) 之外，在分析塑性材料特性的時候，屈服應力和加工硬化就是最基本的特征。通過進一步詳細分析，這些變量隨著溫度和應變率的變化而變化。 通常的，屈服應力都是通過單向拉伸測試測量得到，然而真正的結構應力通常是多向的,因此必須考慮材料的多項屈服狀態(tài)的屈服條件以及其伴隨的屈服率 ( 加工硬化規(guī)則)。屈服條件材料的屈服應力是將材料的塑性特征和彈性特征分開測得的。 屈服應力的大小通常是通過單向拉伸試驗獲得。 然而，通常物體的應力是多向的。 對于多向的應力，屈服過程的測量就是屈服條件。由于應力表現(xiàn)出的多向性,因此就有多種形式的屈服條件。 舉例來說，影響屈服條件的因素有應力、 純剪切應力或在流體靜力學應力。 MSC。Marc AutoForge 使用von Mises標準。von Mises標準屈服條件雖然可用的屈服條件的形式很多, 但是von Mises標準是使用最廣泛的。von Mises標準說明那一個回收率發(fā)生當效果的 ( 或同等物) 應力 (sy) 對手回收應力 (s) 如一個單橋的測試所測量。圖形 D6 表示von Mises標準在三度空間的 deviatoric 中應力空間。 對于一個同性的材料，1, 2是主要的應力。表示成為不怎么重要的壓力在回收率應力方面的效果 AutoForge有關于溫度和應變率的效果。. AutoForge 允許你輸入一個溫度獨立的回收率應力。 為了要在一個叁考溫度進入回收率應力,使用樣板的定義選項ISOTROPIC。 為了要進入回收率的變化和溫度的應力,使用樣板的定義選項TEMPERATURE EFFECTS。 為每個材料重復樣板的定義選項TEMPERATURE EFFECTS,可能的話。 屈從的溫度的效果被在頁 D13 上的 構成的關系 中更進一步討論。 AutoForge允許你進入一個應變率依靠回收率應力, 為使用在動的而且流動問題。 為了要使用應變率的回收率靜止的分析應力,進入虛構的時間使用TIME STEP選項。 零應變率回收率應力在ISOTROPIC的選項上有。因為應變估計數據的每個不同的材料是必需的，重復樣板的定義選項STRAIN RATE。關于應變的較多信息參照在頁 D13 上的 構成的關系 效果在屈從上。加工硬化規(guī)律在一個單橋的測試中，加工硬化斜度被定義為應力的斜度塑料性物質應變曲線。 加工硬化斜度使逐漸增加的應力和逐漸增加的塑性物質產生屬性變化區(qū)域的應變。 AutoForge。 單橋的應力塑料性物質應變曲線可能透過工作硬化的選項被一分段地一次函數表現(xiàn)。 當做替代選擇，你能經過使用WKSLP 敘述加工硬化。 有二個方法進入這數據,使用工作硬化的選項。 在第一個方法中，你一定為對數塑料性物質的在 Cauchy 方面的改變或真實每單位應力的單橋應力數據進入加工硬化斜度應變 (見圖形 D7) 和對數的塑性物質這些斜度變成效果的 (暫停點) 的應變。在第二個方法中，你進入一個回收率應力的工作面,塑料性物質應變點。 這選項把數據加入工作硬化的記錄中。各向同性硬化各向同性的加工硬化尺承擔回收率表面的中心在應力空間中保持不動,但是由于加工硬化回收率表面的尺寸 (半徑) 擴張。 變化那出自von Mises回收率表面在圖形 D8(b) 中被表示。一個包括荷載和一個試樣的卸載單橋的測試負荷路程的測試將會協(xié)助描述各向同性的加工硬化。試樣首先被從應力自由地 (點 0) 裝載在點 1,如圖形 D8 2然后, 卸載從 2 到 3 在有柔性斜度 E( 楊氏系數) 之后然后有柔性再裝載從 3 到 2 發(fā)生。 最后，試樣再一次是塑性地從 2 裝載到 4 和有柔性從 4 卸貨到 5非塑料性物質荷載發(fā)生在 5 和 6之間.這是明顯的應力在 1 點和初次的回收率應力相等 sy，應力在點 2 和 4 是比較高的超過 sy,由于加工硬化。 在卸載的時候，應力能保持有柔性 (舉例來說, 點 3) ，否則它能到達到一個后來的 (相反) 生長點。 (舉例來說,點 5) 各同向性的加工硬化規(guī)定相反的回收率在被顛倒的方向發(fā)生在現(xiàn)在的應力水平發(fā)生。 讓 s4 在點 4 是應力水平. 然后，相反的回收率才能在一個應力水平發(fā)生 s4 (點 5).流動準則產生應力和加工硬化尺準則是二個表示塑料的物質行為的特色實驗相關的現(xiàn)象。流動準則在為塑料的材料建立逐漸增加的應力應變圖關系方面也是必要的。流動準則描述塑料的應變差別的變化結構 dep 如現(xiàn)在的應力一個功能的 。方程式 D9描述非柔性的方向是回收率表面的常態(tài)狀態(tài)。 這一個狀態(tài)被叫做或常態(tài)狀態(tài)或聯(lián)合的流動準則。如果von Mises準則回收表面被使用,然后常態(tài)和 deviatoric 應力相等。構成的關系這一個斷面呈現(xiàn)為一條松緊帶描述逐漸增加的應力應變圖關系的構成關系塑性的材料。物質的行為被逐漸增加的塑性理論統(tǒng)治, von Mise準則產生標準 , 和各同向性的硬化。加工硬化系數 H 被表示成流動準則被表示成C 是被虎克定律定義的柔性收放熱件的地方。 在方程式 的替換之后，這變用描述 再排列最后，借著這表達的替換進入方程序 之內，我們獲得完全屬性變形中，H=0溫度效果這一個斷面討論溫度 依賴的塑性對構成的關系效果。 溫度效果被討論使用各同向性的硬化模型和von Mises準則回收率狀態(tài)。 應力率能被以那形式表達對于有柔性 塑料性物質， 系數 Lijkl 是柔性 塑料性物質使應力增量和溫度的增量產生關聯(lián)的公式是而且對于純粹有柔性回應對柔性 塑料性物質為使應力增量和溫度的增量產生關聯(lián)的是而且對于純粹有柔性回應而且 akl 是熱膨脹系數。應變率效果這一個章節(jié)討論在有柔性塑料性物質的應變影響力率的構成關系。因為他們影響車體的質量，所以應變率效果導致車體的結構改變。 這些物質的變化導致在材料的強度方面的瞬時改變。應變率效果在溫度上比一半的熔化溫度 (Tm) 棒變得更顯著的。 下列的討論說明應變率對回收率表面的尺寸效果。使用von Mises準則的狀態(tài)和常態(tài)尺,我們?yōu)樾螤畹膽β诗@得表達式如下：對于柔性 塑料性物質回應柔性 塑料性物質分析的計算步驟 AutoForge 以一個逐漸增加的應變預測為基礎的每個整合點計算在 midincrement 的應力應變圖關系。 對于每個階段的第一個循環(huán)，這一個預測以前述的增量應變增量為基礎。 意思是正常方法建立的柔性 塑料性物質的回應,在每個增量計算一個剛性放熱件。 如果剩余或變位在增量結束的時候符合被選擇的公差, 沒有再循環(huán)發(fā)生。在再循環(huán)的時候,來自早先的重復的應變被用作剛性評估所估計的應變。循環(huán)步驟避免小的的應變估計量影響結論。 AutoForge 沒做區(qū)別在有柔性 塑料性物質和回收率之間的構成的計算逐步實施計算構成的方程序,除了更新應力和應變依照程序的量以外在下面描述。 對于單純在下面被討論的引出是給無限小的塑性。 這被修正處理在鍛造中被觀察的有限應變塑性分析。