模型材料

49材料塑性二等向强化材料模型

发布时间:2022/5/13 14:22:40   
北京痤疮医院在哪 http://m.39.net/pf/a_9125685.html
等向强化材料模型

当材料发生塑性变形时,等向强化理论认为随着塑性变形的增加,屈服面会在各个方向上发生扩张,即各个反向上屈服应力的增加。屈服准则可以描述成:

其中,F(σ)为名义应力,σy(ξ)为不断变化的屈服应力。这种强化理论可以考虑材料在单向加载和材料在弹性阶段卸载的情况,但是,对于材料在塑性阶段的载荷循环下的响应,这种材料模型不能给出一个合理的结果。

仿真中可以选择三种等向强化模型:双线性等向强化、多线性等向强化和非线性等向强化。它们均基于米塞斯屈服准则(默认)或者Hill屈服准则(用户自定义),以及关联流动准则。

等向强化理论可以与随动强化理论,以及其它高级强化理论准则联合使用,以计算屈服应力的发展状态。

图6等向强化材料模型的应力应变曲线线性等向强化1双线性等向强化

双线性等向强化理论使用两根线性线段来描述材料在整个有效范围内的有效应力和有效应变的关系。第一根(初始)线段的斜率即为材料的弹性模量E。当材料的应力超过了用户定义的屈服应力σ0时,塑性应变开始增长,有效应力和总应变将继续以用户定义的切线模量ET作为斜率线性发展。切线模量应当大于零,且小于弹性模量。对于表征有效应力和有效塑性应变的线性关系的线段,应当起始于屈服应力σ0位置,并且以用户定义的塑性切线模量EP作为斜率发展。注意,切线模量ET和塑性切线模量EP是不一样的,前者描述的是有效应力和总有效应变的双线性关系的第二段线段的斜率,而后者仅仅是描述起始于屈服应力,表征有效应力和有效塑性应变关系的线段的斜率。二者满足以下关系:

图7双线性等向强化模型应力应变曲线2多线性等向强化

多线性等向强化与双线性等向强化的思路类似,区别仅仅是用多组应力-总应变或应力-塑性应变来表征材料的塑性,而不仅仅是两根线段。其中,每两个点之间的关系认为是线性的。同时,第一个点对应的应力值应当为材料的屈服应力。

图8多线性等向强化模型应力应变曲线

非线性等向强化

Power法则和Voce法则都可以用来描述非线性等向强化的材料模型

1Power法则

对于Power法则,用户需要的定义初始的屈服应力和一个指数系数N(小于1的正值)。当前的屈服应力σy由下式确定:

其中2Voce法则

Voce强化法则与双线性等向强化理论类似,仅仅是在塑性阶段对线性项附加一个用饱和指数表示的强化项,如下图所示

图9Voce法则示意图

屈服应力的发展由下式表示

其中等向强化的静态回复

各向同性屈服应力的静态回复,是与时间、温度和当前屈服应力相关的,各向同性的强化率可以分解成强化作用和静态回复两部分:

上式中等号右侧的第一项表征的是强化率的作用,第二项表征的是静态回复率的作用,其中r1,r2和r3均为材料参数,T为温度,σy为当前的屈服应力值。屈服应力的静态回复会有一个下限值,可以由下式给出:

其中,r4为用户自定义的一个静态回复的阀值,表示当前屈服应力小于r4时,是不存在屈服应力的静态回复效应的。

下次更新:年7月28日50材料塑性(三):随动强化材料模型

欢迎

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/243.html

------分隔线----------------------------

热点文章

  • 没有热点文章

推荐文章

  • 没有推荐文章