目錄1. 材料非線性2. 三個(gè)準(zhǔn)則2.1 屈服準(zhǔn)則2.2 流動(dòng)準(zhǔn)則2.3 強(qiáng)化準(zhǔn)則3. 常用彈塑性模型3.1 雙線性等向強(qiáng)化3.2 多線性等向強(qiáng)化3.3 非線性等向強(qiáng)化3.4 雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化3.5 各向同性材料多線性隨動(dòng)強(qiáng)化3.6 各向同性材料Chaboch隨動(dòng)強(qiáng)化模型
參考資料 ：《ANSYS 14.0 理論解析與工程應(yīng)用實(shí)例》--張洪才 等編著 2013年

1. 材料非線性

材料非線性ANSYS 可以考慮多種材料非線性，包括：
（1）與率無(wú)關(guān)的彈塑性，其特征是材料里存在不能消失的瞬時(shí)應(yīng)變。
（2）與率相關(guān)的粘塑性，其特征是允許在一定的時(shí)間間隔中發(fā)生塑性變形
（3）蠕變即存在永久的應(yīng)變，也是與應(yīng)變率相關(guān)的塑性變形。
（4）襯墊材料是用來(lái)模擬特殊的材料關(guān)系。
（5）非線性彈性允許使用非線性的應(yīng)變-應(yīng)力關(guān)系，所有應(yīng)變都是可逆的
（6）超彈性通過(guò)應(yīng)變能密度來(lái)確定，其應(yīng)變也是可以逆轉(zhuǎn)的
（7）粘彈性是與率相關(guān)的材料性質(zhì)，其特征是粘性對(duì)彈性應(yīng)變有貢獻(xiàn)。
（8）混凝土材料包含了裂紋和壓碎功能，僅有solid65支持混凝土模擬
（9）膨脹允許材料在承受neutro flux 或擴(kuò)大。

2. 三個(gè)準(zhǔn)則

在彈塑性理論中有三個(gè)必不可少的準(zhǔn)則，即屈服準(zhǔn)則、流動(dòng)準(zhǔn)則和強(qiáng)化準(zhǔn)則。屈服準(zhǔn)則將應(yīng)力狀態(tài)與材料屈服的發(fā)生聯(lián)系起來(lái)；流動(dòng)準(zhǔn)則是在材料塑性流動(dòng)存在增量時(shí)將材料應(yīng)力狀態(tài)和塑性應(yīng)變的六個(gè)增量聯(lián)系起來(lái)。強(qiáng)化準(zhǔn)則是描述了材料在超出初始屈服以后如何使用應(yīng)變修正屈服準(zhǔn)則。

2.1 屈服準(zhǔn)則

Von Mises屈服準(zhǔn)則（特別適合金屬，在三維主應(yīng)力空間中，Von Mises屈服面是一個(gè)以 σ1=σ2=σ3為軸的圓柱面，在二維中，屈服面是一個(gè)橢圓，在屈服面內(nèi)部任何應(yīng)力狀態(tài)都是彈性的，在屈服面外，任何應(yīng)力狀態(tài)都會(huì)引起屈服）；

Hill屈服準(zhǔn)則（正交各向異性，可以考慮材料的彈性參數(shù)的正交各向異性和屈服強(qiáng)度的各向異性；在三維主應(yīng)力空間中，Von Mises屈服面是一個(gè)以 σ1=σ2=σ3為軸的橢圓柱面，在二維中，屈服面是一個(gè)橢圓，在屈服面內(nèi)部任何應(yīng)力狀態(tài)都是彈性的）；

廣義Hill屈服準(zhǔn)則（拉伸和壓縮屈服不同）；

Drucker-Prager（D-P）屈服準(zhǔn)則（混凝土、巖石、土壤等顆粒狀材料）

2.2 流動(dòng)準(zhǔn)則

流動(dòng)準(zhǔn)則：描述了發(fā)生屈服時(shí)，塑形應(yīng)變的方向。在關(guān)聯(lián)流動(dòng)中，塑形流動(dòng)的方向與屈服面外法線方向相同。

2.3 強(qiáng)化準(zhǔn)則

等向強(qiáng)化（屈服面中心不變，只是大小隨著外界載荷的變化而變化；

隨動(dòng)強(qiáng)化（屈服面的大小不變，但屈服面的中心位置隨著載荷的變化而變化）；

混合強(qiáng)化（等向強(qiáng)化和隨動(dòng)強(qiáng)化的結(jié)合，屈服面不僅在大小上 擴(kuò)張，還在屈服方向上移動(dòng)）

3. 常用彈塑性模型

3.1 雙線性等向強(qiáng)化

各向同性材料雙線性等向強(qiáng)化模型（彈性模量、泊松比、屈服應(yīng)力、切線模量）

MP,EX,1,180E9
MP,NUXY,1,0.3
MP,DENS,1,8490
TB,BISO,1
TBDATA,1,900E6!Yield stress
TBDATA,2,445E6!Tangent Modulus

3.2 多線性等向強(qiáng)化

各向同性材料多線性等向強(qiáng)化模型（彈性模量、泊松比、多線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系）
Structure--Nonlinear--Inelastic--Rate Independent--Isotropic Harding Plasticity--Mises Plasticity--Multilinear
最多可輸入100個(gè)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，最多支持20種溫度。

MP,EX,1,180E9
MP,NUXY,1,0.3
MP,DENS,1,8490
TB,MISO,1,1,2
TBPT,,40,60
TBPT,,50,70

3.3 非線性等向強(qiáng)化

各向同性材料非線性等向強(qiáng)化模型（特別適合大變形分析，Hardening for material number 1）
使用Voce的硬化率和冪律來(lái)描述各向同性材料的硬化行為。通過(guò)在TB,NLISO中指定恰當(dāng)?shù)腡BOPT來(lái)選擇其中的一種方法。該模式適合大變形分析。
對(duì)于冪率強(qiáng)化準(zhǔn)則（TB,NLISO,POWER）,主要用于韌性、可塑性和Gurson's Model模型中的損傷問(wèn)題。
當(dāng)聯(lián)合使用冪律選項(xiàng)和GURSON塑形功能時(shí)，可以模擬塑形材料韌性和損傷。
當(dāng)聯(lián)合使用NLISO Voce硬化模型和CHABOCHE非線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型時(shí)，可以模擬材料循環(huán)硬化和軟化。

MP,EX,1,180E9
MP,NUXY,1,0.3
MP,DENS,1,8490
TB,NLIS,1,1,4,
TBTEMP,0!溫度
TBDATA,,90,80,70,7,,!依次表示上述四個(gè)參數(shù)

其中：
激活Voce硬化率，則輸入四個(gè)參數(shù)：Sigy0表示初始屈服強(qiáng)度，R0，Rinf和b表示等向強(qiáng)化材料有關(guān)參數(shù)。
若激活冪率強(qiáng)化準(zhǔn)則，則只需要輸入Siny0初始屈服強(qiáng)度和R0，

3.4 雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化

各向同性材料雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型
該模型假設(shè)總的應(yīng)力范圍在變形過(guò)程中始終等于2倍初始屈服應(yīng)力，因此包含了包辛格效應(yīng)。
包辛格效應(yīng)：在金屬塑性加工過(guò)程中，正向加載引起的塑性應(yīng)變強(qiáng)化導(dǎo)致金屬在隨后的反向加載過(guò)程中呈現(xiàn)塑性應(yīng)變軟化（即屈服極限降低）的現(xiàn)象。
應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系選項(xiàng)：沒(méi)有應(yīng)力松弛（No Stress relaxation），該選項(xiàng)假設(shè)隨著溫度的增加并沒(méi)有應(yīng)力松弛。Rice硬化率（Rice's Hard Rule）該選項(xiàng)能夠考慮隨著溫度的增加的應(yīng)力松弛，為默認(rèn)選項(xiàng)。切線模量要大于0，但是小于材料的彈性模量，最大支持六個(gè)與溫度相關(guān)的曲線。

MP,EX,1,180E9
MP,NUXY,1,0.3
MP,DENS,1,8490
TB,BKIN,1
TBDATA,1,900E6!Yield stress
TBDATA,2,445E6!Tangent Modulus

3.5 各向同性材料多線性隨動(dòng)強(qiáng)化

與多線性等向強(qiáng)化設(shè)置類似。

3.6 各向同性材料Chaboch隨動(dòng)強(qiáng)化模型

可以使用該材料選項(xiàng)模擬材料的循環(huán)受力行為。與雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型和多線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型一樣，還可以使用該模型去模擬單點(diǎn)硬化和包辛格效應(yīng)。
用戶可以使用該模型疊加多大5種隨動(dòng)強(qiáng)化模型和1中等向強(qiáng)化模型來(lái)模擬復(fù)雜的材料循環(huán)塑形行為，如材料的循環(huán)硬化、軟化和棘輪效應(yīng)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ANSYS 非线性材料模型简介1 ---常用弹塑性模型的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。