非線性05_材料非線性(參考版)
2024-10-19 05:31本頁面
【正文】 塑性基礎 第六章 Basic Structural Nonlinearities Training Manual 6. 塑性基礎 什么是塑性 ? ? 當韌性材料經(jīng)歷了超過彈性極限的應力 , 將發(fā)生屈服 , 獲得大而永久的變形 . – 塑性指超過屈服極限的材料響應 . – 塑性響應對于金屬成型加工是重要的 . – 對于使用中的結構 , 塑性作為能量吸收機構很重要 . ? 材料幾乎沒有塑性變形就斷裂 , 稱為脆性 . ? 很多方面 , 韌性響應比脆性響應更安全 . ? 塑性是最常用的 ANSYS 材料非線性 . Basic Structural Nonlinearities Training Manual … 塑性基礎 ? 本章將通過如下主題簡要介紹塑性材料非線性基礎 : 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 . 另外 , 更高級的塑性選項 , 和其他材料非 線性 (如蠕變和超彈性 )都在 高級結構非線性 培訓手冊中討論 . Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎 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 (不可逆的塑性應變發(fā)展 )材料行為 . 低碳鋼的應力應變曲線 (夸大的 ) ? ? 彈性 理想塑性 應變強化 上屈服點 破壞 Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎 … 綜述 ? 結構的塑性響應 (典型地 , 是由于多軸應力狀態(tài) ) 基于單軸試驗試樣的結果 . 基于單軸應力 應變試驗的結果 , 可以得到如下信息 : – 比例極限 . – 屈服點 . – 應變強化 . Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎 … 綜述 比例極限和屈服點 ? 大多數(shù)韌性金屬在一個稱為 比例極限 的應力水平下表現(xiàn)出線性行為 . – 在比例極限以下 , 應力和應變線性相關 . ? 另外 , 在稱為 屈服點 的應力水平以下, 應力 應變響應為彈性 . – 在屈服點以下 , 卸載后 , 發(fā)生的任何應變都是完全可恢復的 . ? ? 比例極限 屈服點 Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎 … 綜述 … 比例極限和屈服點 : ? 因為通常屈服點和比例極限之間差別很小 , ANSYS 程序總是假定它們是相同 . ? 屈服點以下的應力 應變曲線部分稱為彈性區(qū) , 屈服點以上的部分稱為塑性區(qū) . ? ? 屈服點 彈性 塑性 Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎 … 綜述 應變強化 ? 屈服后的行為典型地刻劃為 彈性 理想塑性 或 應變強化 行為 . – 應變強化 是一種材料響應 , 當超過初始屈服點以后 , 隨著應變的增大 , 屈服應力增大 . 彈性 理想塑性 應變強化 ? ? ?y ?y ? ?y ?y ? 單軸應力 應變曲線 Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎 … 綜述 ? 增量塑性理論 給出一種描述應力增量和應變增量 (D? 和 D?) 的數(shù)學關系 , 用于表示塑性范圍內(nèi)的材料行為 . ? 在增量塑性理論中 , 有三個基本組成部分 : – 屈服準則 . – 流動準則 . – 強化規(guī)律 . Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎 … 綜述 屈服準則 ? 對于單向拉伸是試件 , 通過比較軸向應力與材料屈服應力可以確定是否屈服 . 然而 , 對于多向應力狀態(tài) , 有必要去定義一個屈服準則 . ? 屈服準則 是應力狀態(tài)的單值 (標量 )度量 , 可以很容易地與單軸試驗的屈服應力相比較 . 因此 , 如果知道應力狀態(tài)和屈服準則 , 程序就能確定是否會發(fā)生塑性應變 . Basic Structural Nonlinearities Training Manual 塑性基礎 … 綜述 … 屈服準則 : ? 一個常用的屈服準則是 von Mises 屈服準則 , 只要變形的內(nèi)能 (等效應力 )超過一定值 , 就會發(fā)生屈服 . Von Mises 等效應力定義為 : 式中 , ?1, ?2 和 ?3 是主應力 . 當?shù)刃Τ^材料的屈服應力時發(fā)生屈服 :
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