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材料本構(gòu)彈塑性力學(xué)知識(shí)二 已有1人參與
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彈塑性材料：固體材料在受力后產(chǎn)生變形，從變形開始到破壞一般要經(jīng)歷彈性變形和塑性變形這兩個(gè)階段。根據(jù)材料力學(xué)性質(zhì)的不同，有的彈性階段較明顯，而塑性階段很不明顯，像鑄鐵等脆性材料，往往經(jīng)歷彈性階段后就破壞。有的則彈性階段很不明顯，從開始變形就伴隨著塑性變形，彈塑性變形總是耦連產(chǎn)生，像混凝土材料就是這洋。而大部分固體材料都呈現(xiàn)出明顯的彈性變形階段和塑性變形階段。今后我們主要是討論這種有彈性與塑性變形階段的固體材料，并統(tǒng)稱為彈塑性材料。 鮑辛格效應(yīng)：由于預(yù)加塑性拉伸荷載而使壓縮屈服應(yīng)力降低的現(xiàn)象稱為Bauschinger效應(yīng)。正是由于這種效應(yīng)，塑性變形時(shí)一種各向異性的過(guò)程，Bauschinger效應(yīng)是一種由塑性應(yīng)變引起的特殊的方向各向異性的形式，因?yàn)樵诤罄^逆向荷載作用下，一個(gè)方向的初始塑性變形會(huì)減小其反方向的屈服一個(gè)應(yīng)力。在多軸應(yīng)力情況下，與這種現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的是具有不同方向屈服應(yīng)力之間的相互影響和橫向效應(yīng)，某一方向的預(yù)加應(yīng)變達(dá)到塑性范圍將會(huì)改變其所有方向的屈服應(yīng)力值。因此Bauschinger效應(yīng)對(duì)于多維問(wèn)題更重要，包括荷載方向有明顯改變的復(fù)雜應(yīng)力歷史，比如應(yīng)力改變符號(hào)和循環(huán)荷載的情況。 彈性變形與塑性變形的區(qū)別：卸除載荷后。變形可以完全恢復(fù)，是彈性變形的基本特征，而變形的不可恢復(fù)性是塑性變形的基本特征。彈性與塑性的基本區(qū)別不在于它們的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系是否線性。 例如，在比例極限與彈性極限之間的AB曲線段，應(yīng)力與應(yīng)變不再成比例，進(jìn)入了非線性階段，但在B點(diǎn)以前卸除載荷，變形仍將完成恢復(fù)，屬于彈性變形階段。因此，彈性和塑性的基本區(qū)別在于卸載后，是否保留一個(gè)永久變形(塑性應(yīng)變〕。 在彈性變形階段，應(yīng)力與應(yīng)變之間呈一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。而在塑性變形階段，應(yīng)力與應(yīng)變之間不再是單值關(guān)系，對(duì)應(yīng)于同一個(gè)應(yīng)力狀態(tài)，如果加載的歷史不同，所又寸應(yīng)的應(yīng)變就不同。這并不是說(shuō)塑性應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)就不能唯一地確定。為了描述材料在塑性變形階段的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系，我們需要知道：材料的屈服應(yīng)力或加載應(yīng)力。它是用來(lái)區(qū)別材料是處于彈性階段還是已進(jìn)入塑性階段的特證值。在屈服應(yīng)力之前，應(yīng)力一應(yīng)變服從胡克定律。 加載準(zhǔn)則：在材料進(jìn)入塑性變形階段后，應(yīng)力和應(yīng)變?cè)诩虞d和卸載的情況下服從兩個(gè)不同的規(guī)律，需要有一個(gè)判別材料是加載還是卸載的準(zhǔn)則，稱為加載或卸載準(zhǔn)則。在應(yīng)力等于屈服應(yīng)力或加載應(yīng)力時(shí)，應(yīng)力的變化有兩種可能、它可寫成加載和卸載兩種不同的公式形式。從某個(gè)初始狀態(tài)到現(xiàn)時(shí)的全部變形(或加載)歷史。明確了變形或加載的歷史，就可以對(duì)增量積分，求得應(yīng)力全量與應(yīng)變?nèi)康年P(guān)系，從而確定該現(xiàn)時(shí)材料中的應(yīng)力和應(yīng)變。 彈性變形是可逆的，而塑性變形是不可逆的，由于卸載后永久變形的存在，導(dǎo)致在塑性變形中所做的塑性功也是不可逆的。塑性功恒大于零，是耗散功。所以說(shuō)彈性變形儲(chǔ)存能量[變形恢復(fù)時(shí)釋放能量，不耗散能量]，而塑性變形耗散能量，耗散大小為滯回環(huán)的面積。 —End— CAE仿真與數(shù)值模擬微信公眾號(hào)，主要介紹CAE仿真與數(shù)值模擬的知識(shí)與應(yīng)用公眾號(hào)主要介紹CAE仿真與數(shù)值模擬的知識(shí)與應(yīng)用。通過(guò)論壇，博客，論文，案例等為大家?guī)?lái)知識(shí)食糧。仿真軟件:abaqus、ansys、flunet、comsol、hypermesh、moldflow等，涉及領(lǐng)域有機(jī)械材料土木物理等。 |
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