關(guān)鍵詞：切線模量

塑性分析什么是切線模量材料進(jìn)入屈服階段之后，無(wú)論是應(yīng)力σ還是應(yīng)變?chǔ)?，其變化程度——Δσ、Δε都不再恒定，?dǎo)致二者比值Δσ/Δε——即模量也不再是定值，此時(shí)的模量就叫做“切線模量”——Et（tangentmodulus），它數(shù)值上等于σ-ε曲線上某一點(diǎn)的斜率。如圖1所示。圖1

切線模量Et這里補(bǔ)充一句：其實(shí)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，彈性模量E也是切線模量Et的一種，只是因?yàn)閺椥噪A段模量恒定，所以特殊照顧，給了個(gè)專門的稱謂——彈性模量。正是因?yàn)閺椥噪A段和塑性階段的模量不一樣，我們?cè)谇懊婧芏嗥嘘P(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的帖文中都強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的前提是材料表現(xiàn)符合胡克定律，也就是要求材料行為表現(xiàn)處在彈性階段。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)工程設(shè)計(jì)都是基于材料變形可恢復(fù)的彈性設(shè)計(jì)法。然而，到了塑性變形階段，雖然胡克定律不再適用，但是模量=Δσ/Δε的關(guān)系式依然成立，模量影響變形的機(jī)理依然適用。塑性階段變形分析難就難在此時(shí)的模量始終是變化著的，并且一般來(lái)說(shuō)越往后模量越小。在進(jìn)行有限元分析塑性變形的時(shí)候，必然需要輸入材質(zhì)切線模量。嚴(yán)格來(lái)說(shuō)如果想要精準(zhǔn)計(jì)算出變形量，就需要輸入每個(gè)點(diǎn)的切線模量，但是這顯然很難（很難≠不可能）。雖然所能提供的數(shù)據(jù)越多分析結(jié)果越準(zhǔn)確，但是關(guān)于本次產(chǎn)品優(yōu)化，為了便于計(jì)算，小編采用了更為簡(jiǎn)便的方式。切線模量的確定根據(jù)小編有限的經(jīng)驗(yàn)，一般有兩種方法可以快速得到材料的切線模量。第一種方法是，通過(guò)檢測(cè)材質(zhì)機(jī)械性能得到σ-ε曲線，在曲線中找到屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度，然后將二者連線，這條線段的斜率可以被粗略地認(rèn)為是塑性階段的切線模量。舉個(gè)例子，如圖2所示為某材料σ-ε曲線，屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度連線的Δσ假設(shè)為300MPa，Δε假設(shè)約為0.06，那么這個(gè)階段的切線模量就可認(rèn)為是5GPa。圖2

某材料σ-ε曲線第二種方法是，通過(guò)材料標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的其他性能參數(shù)計(jì)算切線模量，其實(shí)原理跟方法一類似，只是基于的數(shù)據(jù)不同。以Q355B為例，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定Q355B的屈服強(qiáng)度不低于355MPa，抗拉強(qiáng)度470——630MPa，斷后延伸率不低于21%?；谶@些參數(shù)，我們可以得到Q355B的切線模量介于552MPa和1320