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1. 強化應力達到屈服點后,繼續(xù)加載(如果切線彈模大于0),有塑形變形,應力升高,然后卸載,這時是彈性的,再加載還是彈性的,直到應力得到卸載時的應力值才開始新的屈服。這種屈服點升高的現(xiàn)象稱為強化。強化機理:塑性變形對應于微觀上的位錯運動。在塑性變形過程中不斷產(chǎn)生新的位錯,位錯的相互作用提高了位錯運動的阻力。這在宏觀上表現(xiàn)為材料的強化,在塑性力學中則表現(xiàn)為屈服面的變化。各種材料的強化規(guī)律須通過材料實驗資料去認識。利用強化規(guī)律得到的加載面(即強化后的屈服面)可用來導出具體材料的本構方程。強化規(guī)律比較復雜,一般用簡化的模型近似表示。目前廣泛采用的強化模型是等向強化模型和隨動強化模型。2. 等向強化如果材料在一個方向屈服強度提高(強化)在其它方向的屈服強度也同時提高,這樣的材料叫等向強化材料。等向強化模型假設,在塑性變形過程中,加載面作均勻擴大,即加載面僅決定于一個強化參量q。如果初始屈服面是f*(ij)=0,則等向強化的加載面可表為: f(ij)=f*(ij)C(q)=0, 式中ij為應力分量;C(q)是強化參量q的函數(shù)。通常q可取為塑性功或等效塑性應變 式中d為塑性應變的增量;式中重復下標表示約定求和。3. 隨動強化如果材料在應該方向的屈服點提高,其它方向的屈服應力相應下降,比如拉伸的屈服強度提高多少,反向的壓縮屈服強度就減少多少,這樣的材料叫隨動強化材料。隨動強化模型假設,在塑性變形過程中,加載面的大小和形狀不變,僅整體地在應力空間中作平動。以ij代表加載面移動矢量的分量,則加載面可表為: f(ij)=f*(ijij)=0,式中可取ij=A,A為常數(shù)。4. 材料模型選擇對于多數(shù)實際材料,強化規(guī)律大多介于等向強化和隨動強化之間。在加載過程中,如果在應力空間中應力矢量的方向(或各應力分量的比值)變化不大,則等向強化模型與實際情況較接近。由于這種模型便于數(shù)學處理,所以應用較為廣泛。隨動強化模型考慮了包辛格效應,可應用于循環(huán)加載和可能反向屈服的問題中。為了簡化計算,常常將強化模型作某些簡化。例如,在等向強化模型中,C(q)可進一步假設是塑性功的線性函數(shù)或冪次函數(shù),所得到的模型分別稱為線性強化模型和冪次強化模型。 等向強化模型假定材料在塑性變形后,仍保持各向同性的性質(zhì),忽略了由于塑性變形引起的各向異性的影響,因此,只有在變形不大,以及應力偏量之間的相互改變比例不大時,才能比較符合實際。隨動硬化模型中,彈性卸載區(qū)間是初始屈服應力的兩倍,根據(jù)這種模式,材料總的彈性區(qū)間保持不變,但由于拉伸時強化而使壓縮屈服應力的幅值減小,即考慮了包興格效應。金屬材料一般采用等向硬化或隨動硬化;而巖土材料,靜力問題一般采用等向硬化,循環(huán)荷載與動力問題采用隨動硬化或混合硬化。5. ANSYS提供的典型的非線性材料模型(1) 雙線性隨動強化(BKIN)使用一個雙線性來表示應力應變曲線,所以有兩個斜率,彈性斜率和塑性斜率,由于隨動強化的Von mises屈服準則被使用,所以包含有鮑辛格效應,此選項適用于遵守Von Mises 屈服準則,初始為各向同性材料的小應變問題,這包括大多數(shù)的金屬。需要輸入的常數(shù)是屈服應力和切向斜率,可以定義高達六條不同溫度下的曲線。注意事項:1.使用MP命令來定義彈性模量2.彈性模量也可以是與溫度相關的3.切向斜率Et不可以是負數(shù),也不能大于彈性模量在使用經(jīng)典的雙線性隨動強化時,可以分下面三步來定義材料特性。1.定義彈性模量2.激活雙線性隨動強化選項3.使用數(shù)據(jù)表來定義非線性特性(2) 雙線性等向強化(BIS0)也是使用雙線性來表示應力應變曲線,在此選項中,等向強化的Von Mises屈服準則被使用,這個選項一般用于初始各向同性材料的大應變問題。需要輸入的常數(shù)與BKIN選項相同。(3) 多線性隨動強化(MKIN)使用多線性來表示應力應變曲線,模擬隨動強化效應,這個選項使用Von Mises屈服準則,對使用雙線性選項(BKIN)不能足夠表示應力應變曲線的小應變分析很有用。需要的輸入包括最多五個應力應變數(shù)據(jù)點(用數(shù)據(jù)表輸入),可以定義五條不同溫度下的曲線。在使用多線性隨動強化時,可以使用與BKIN相同的步驟來定義材料特性,所不同的是在數(shù)據(jù)表中輸入的常數(shù)不同。(4) 多線性等向強化(MISO)使用多線性來表示使用Von Mises屈服準則的等向強化的應力應變曲線,它適用于比例加載的情況和大應變分析。需要輸入最多100個應力應變曲線,最多可以定義20條不同溫度下的曲線。其材料特性的定義步驟如下:1.定義彈性模量2.定義MI

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