屈服應力的案例
ABAQUS中mises應力云圖顯示的最大值還不到屈服應力值為啥還有PEEQ值
ABAQUS中mises應力云圖顯示的最大值還不到屈服應力值為啥還有PEEQ值，PEEQ云圖有變形值
CAE仿真驗證您的拉桿箱可靠與否~
載重靜態分析：載重60磅
跌落分析：載重30磅，從3英尺高處7個方向跌落
有限元模型
載重分析
跌落分析
計算結果
（1）載重分析
各部件應力分布如下：
最大等效應力2.84mpa，小于其屈服應力（38.1mpa）
最大等效應力56.46mpa，小于其屈服應力750mpa
最大等效應力4.3mpa，小于其屈服應力65mpa
最大等效應力1.4mpa，小于其屈服應力38.1mpa
（2）跌落分析
各部件應力分布如下：
最大等效應力32.19mpa，小于其屈服應力38.1mpa
最大等效應力41.03mpa，大于其屈服應力38.1mpa
最大等效應力294.6mpa，小于其屈服應力750mpa
最大等效應力10.74mpa，小于其屈服應力65mpa
最大等效應力331.5mpa，小于其屈服應力750mpa
結論
(1)載重分析:各部件最大等效應力均小于其屈服應力，拉桿箱不存在失效風險；
(2)跌落分析:某些加強筋局部應力超出材料屈服應力，但這種局部應力對拉桿箱整體結構不會產生很大的影響。
展開 想過立體車庫的安全性嗎？
載車架最大應力47.23Mpa，低于所用材料屈服應力（Q235B/235Mpa），無失效風險。
傳動鏈條
頂部支架
傳動鏈條最大應力95.73Mpa，低于所用材料屈服應力（Q235B/235Mpa），無失效風險。
頂部支架最大應力20.23Mpa，低于所用材料屈服應力（Q235B/235Mpa），無失效風險。
抗風工況仿真結果
整體應力
左右框架
車庫整體最大應力35.44Mpa，低于所用材料屈服應力（Q235B/235Mpa），無失效風險。
左右框架最大應力27.08Mpa，低于所用材料屈服應力（Q235B/235Mpa），無失效風險。
內部支架
載車架
內部支架最大應力35.44Mpa，低于所用材料屈服應力（Q235B/235Mpa），無失效風險。
載車架最大應力1.47Mpa，低于所用材料屈服應力（Q235B/235Mpa），無失效風險。
傳動鏈條
頂部支架
傳動鏈條最大應力31.9Mpa，低于所用材料屈服應力（Q235B/235Mpa），無失效風險。
展開 激光增材制造仿真過程分析
冷卻后的有效應力分布和屈服應力分布分別如圖11和圖12所示。
可以發現, 同樣是激光抬升部位及其附近的有效應力值較大, 靠近基材部分的應力較大, 逐漸向右上角呈應力減小的趨勢。最大應力值約為563 MPa, 薄壁框中間部分的應力值約為200～300 MPa。
可以發現, 同樣是激光抬升部位及其附近的有效應力值較大, 靠近基材部分的應力較大, 逐漸向右上角呈應力減小的趨勢。最大應力值約為563 MPa, 薄壁框中間部分的應力值約為200～300 MPa。
屈服應力的分布與有效應力不同, 主要集中在除了頂部數層之下的大部分區域, 且分散排布。該情況可能是因為靠近頂端, 與空氣接觸面積大, 剛度小, 冷卻時散熱快并且應力會隨著變形的發生而減小。然而, 中部的應力卻難以隨著變形的發生而消散, 因此, 大量的屈服應力分散在該大片區域。且最大屈服應力約為561 MPa。
屈服應力的分布與有效應力不同, 主要集中在除了頂部數層之下的大部分區域, 且分散排布。該情況可能是因為靠近頂端, 與空氣接觸面積大, 剛度小, 冷卻時散熱快并且應力會隨著變形的發生而減小。然而, 中部的應力卻難以隨著變形的發生而消散, 因此, 大量的屈服應力分散在該大片區域。且最大屈服應力約為561 MPa。
綜合分析后, 發現制件冷卻后有較大的應力存在, 這將極大地影響制件的使用壽命, 所以采取適當的方式來減小或消除應力是極為重要的。
3 結語
對激光增材制造的過程進行了仿真, 主要針對其中一個節點進行各參量隨時間變化的分析。發現該過程中存在類似多次回火的加熱情況, 各方向由于結構不同其溫度梯度差異巨大。對稱位置XY方向的變形較為一致, 但是各方向剛度不同最終會導致變形量分布不同。激光抬升處的各項性能均差于其他區域, 加工過程及冷卻過程中的收縮現象會導致出現較大的有效應力和屈服應力。
展開 
CFD學習：臨界剪切應力對剪切稀化和剪切增稠流體的影響
存在一個特定的剪切應力值，在該值處觀察到粘度大幅下降，該值稱為臨界剪切應力。
剪切稀化流體在低剪切速率下表現出恒定的粘度值。剪切稀化流體的恒定粘度值稱為零剪切粘度或零剪切粘度平臺。隨著施加的剪切應力增加，在特定點觀察到粘度大幅下降。剪切應力或剪切速率的該值稱為臨界剪切應力或臨界剪切速率。在臨界剪切速率點，流體開始發生剪切稀化行為。
屈服應力
乳液、聚合物溶液和熔體是剪切稀化流體的例子。在高度剪切稀化的流體中，粘度達到無限值并且固體的特征變得可見。這種行為在低于臨界剪切應力值（稱為屈服應力）時出現。由于屈服應力而產生的行為或流動響應稱為塑性流動。塑性流動的特點是隨著剪切速率接近零，粘度不斷增加。
屈服應力的重要性
屈服應力是流體達到結構化流動時所施加的應力。屈服應力在涉及泵送、涂覆和鋪展的應用中非常重要。在重力引起的應力相對較低的流體中，屈服應力會抑制流動。這主要被視為阻燃涂料、油漆、石膏、粘合劑等產品的抗坍落度和流掛性。屈服應力在流體流動中引入了所需和不需要的質量。
接下來，讓我們看看臨界剪切應力如何影響剪切增稠。
剪切增厚和臨界剪切應力
在某些流體中，粘度隨著剪切速率或剪切應力的增加而增加。這種流體稱為剪切增稠流體，這種現象稱為剪脹性。剪切增稠通常表現為具有高濃度固體顆粒的顆粒懸浮液或分散體。
剪切增稠液用于減震器和防護設備。大多數剪切增稠流體在低剪切速率和應力下表現出剪切稀化行為。剪切稀化行為的破壞發生在臨界剪切應力下，并隨著粘度的增加而在流體行為中帶來類似固體的轉變。
臨界剪切應力是影響流體流動響應的重要參數。表現出剪切增稠和剪切稀化特性的流體行為取決于臨界剪切應力。
展開 Johnson-Cook塑性模型與動態失效
J
ohn
son-Cook
模型實質上是將應變、應變率和溫度這三個變量進行了分離，用乘積的關系來處理三者對動態屈服應力的影響。屈服應力表達式為：
*式中，
是非零應變率時的屈服應力；A為參考應變率
和轉變溫度
下材料的初始屈服應力；B和n為參考應變率
（一般認為是準靜態）和轉變溫度
下材料應變硬化模量和硬化指數；C為材料應變率強化參數（在
及以下溫度測得）；
為等效塑性應變，
為等效塑性應變率；m為材料熱軟化參數。
1.
當在等效塑性應變率
等于參考塑性應變率
時，
為1，即不考慮應變率的影響，只考慮溫度的熱軟化：
為無量綱溫度，物理意義為屈服應力與溫度的相關性系數。其取值為：
式中，
為當前溫度；
為融化溫度；
為轉變溫度。當溫度：
在轉變溫度及以下，屈服應力的表達式沒有溫度的相關性，即
為0。
在熔化溫度及以上，材料將融化并表現的像流體，即
為1。
在轉變溫度和融化溫度之間時
在[
0,1]
區間內。
2.
展開 【力學仿真】什么是材料卡片MAT24？如何準確獲取？
1.材料介紹
MAT24是一種常用的彈塑性材料模型，它可以通過應力應變曲線或應變率效應的函數來定義材料的應變率效應。在MAT24材料模型模型中，材料的力學特性由彈性和塑性定義，由于材料在彈性應變階段應力-應變曲線斜率相同（彈性模量），所以在材料應力-應變曲線輸入中僅需要輸入塑性段應力應變曲線；輸入曲線如下所示。
應力-應變曲線轉化示意圖
上圖中的曲線為去掉彈性階段的應力-應變曲線，只保留塑性段應力-應變曲線，又稱之為有效應力-有效塑性應變曲線。
2.材料本構
*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY是LS-DYNA中應用最廣泛的彈塑性材料模型，該模型特點如下：
①支持雙線性彈塑性模型或使用多至8對有效應力-有效塑性應變曲線。
②應變率采用Cowper-Symonds模型縮放屈服應力，或定義屈服應力縮放因子-應變率曲線，或采用一族應力-應變曲線定義應變率的影響。
Cowper-Symonds模型：
（1）如果粘塑性選項處于活動狀態（VP=1.0），并且SIGY>0，則根據靜態應力之和計算動態屈服應力。
（2）使用塑性應變率定義，如果SIGY＝0時使用以下方程代替。
如果超出所定義的塑性應變范圍，LS-DYNA會自動提供向外插值的功能。但需要注意的是，需要保證材料在高應變下的屈服應力插值不能為負值，同時，不同應變率曲線的外插不能出現相交的情況，否則都會引起數值計算的不穩定。
*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY模型的失效準則采用有效塑性應變或最小時間步長。
展開 材料本構彈塑性力學知識二
鮑辛格效應：由于預加塑性拉伸荷載而使壓縮屈服應力降低的現象稱為Bauschinger效應。正是由于這種效應，塑性變形時一種各向異性的過程，Bauschinger效應是一種由塑性應變引起的特殊的方向各向異性的形式，因為在后繼逆向荷載作用下，一個方向的初始塑性變形會減小其反方向的屈服一個應力。在多軸應力情況下，與這種現象對應的是具有不同方向屈服應力之間的相互影響和橫向效應，某一方向的預加應變達到塑性范圍將會改變其所有方向的屈服應力值。因此Bauschinger效應對于多維問題更重要，包括荷載方向有明顯改變的復雜應力歷史，比如應力改變符號和循環荷載的情況。
彈性變形與塑性變形的區別：卸除載荷后。變形可以完全恢復，是彈性變形的基本特征，而變形的不可恢復性是塑性變形的基本特征。彈性與塑性的基本區別不在于它們的應力一應變關系是否線性。
例如，在比例極限與彈性極限之間的AB曲線段，應力與應變不再成比例，進入了非線性階段，但在B點以前卸除載荷，變形仍將完成恢復，屬于彈性變形階段。因此，彈性和塑性的基本區別在于卸載后，是否保留一個永久變形(塑性應變〕。
在彈性變形階段，應力與應變之間呈一一對應的關系。而在塑性變形階段，應力與應變之間不再是單值關系，對應于同一個應力狀態，如果加載的歷史不同，所又寸應的應變就不同。這并不是說塑性應力和應變狀態就不能唯一地確定。為了描述材料在塑性變形階段的應力一應變關系，我們需要知道：材料的屈服應力或加載應力。它是用來區別材料是處于彈性階段還是已進入塑性階段的特證值。在屈服應力之前，應力一應變服從胡克定律。
加載準則：在材料進入塑性變形階段后，應力和應變在加載和卸載的情況下服從兩個不同的規律，需要有一個判別材料是加載還是卸載的準則，稱為加載或卸載準則。
展開 如何理解ANSYS彈塑性分析中的強化模型
線彈性分析階段就是應力和應變成正比唄，即應力=應變*彈性模量，卸載以后一切恢復原狀。一旦在達到材料的彈性極限后，繼續加載，使材料進入塑性階段，此時再卸載就無法恢復原狀。
那么在這個過程當中，構件產生的總應變就可以分為彈性應變和塑性應變兩部分，彈性應變依然和應力存在正比的關系，關鍵就是如何建立起來塑性應變與由此產生的應力之間的關系呢？這就需要引入塑性模型( Plasticity Models)了。
影響塑性應變的因素有很多，如加載歷史(這就是為什么彈塑性分析要涉及到荷載步了)、溫度、應力、應變率，以及一些內部因素，如材料的屈服強度、損傷等。
那么，塑性模型如何來描述塑性發展的過程呢？ANSYS用三個準則來解決這個問題：
屈服準則：加載過程中，一旦材料的等效應力超過屈服應力，程序判定進入塑性狀態，這是解決一個從彈性到塑性的過渡點問題；
流動準則：當構件發生塑性應變時，流動準則定義了應變方向，也就是說，流動準則可以描述在達到屈服后，在每一個荷載增量的作用下，塑性應變的各個分量是如何發展的；
強化準則：描述了初始屈服準則隨著塑性應變的增加是怎樣發展的。
關于“強化”，得多說幾句，當材料經過屈服階段的塑性變形后，卸載，再加載到屈服，新的屈服點要比原屈服點高一些。那第一次屈服點就對應著“初始屈服準則”，每一次的屈服都比上一次高一點，這個發展的過程就是強化。
根據強化過程是不是與方向有關來區分，如果一個方向加載-卸載作用后，各個方向上的強化效果相同，就叫做“等向強化”；如果一個方向加載-卸載作用后，各個方向上的強化效果不同，就叫做“隨動強化”。
這里，等向強化和隨動強化的區別，主要就在方向性上。對于一次單向加載，二者的區別不大，如果是反復加載，即構件既有受拉到屈服也有受壓到屈服，這就應當用隨動強化而不是等向強化來解決問題了。
展開 硬化模型
當材料達到彈性階段之后，應力應變關系是非線性的。
Abaqus在非線性階段看做不同硬化模型，分別提供了Isotropic（各項同性）、Kinematic（隨動強化）、Johnson-Cook（與應變率，溫度相關）、Combined
有些材料具有包辛格效應，即強化性質隨著塑性變形的增加，屈服極限在一個方向上的提高而在相反方向降低，如果涉及到材料在塑性階段的反復加卸載，就要使用kinematic hardening。
isotropic hardening的yield surface在空間上各個方向的擴大程度都是相同的，而kinematic hardening 的yield surface在空間上只發生移動而大小不變。
包辛格效應：
在材料塑性加工過程中正向加載引起的塑性應變導致材料在隨后的反向加載過程中出現塑性應變軟化(屈服極限減少)的現象。這一現象是包辛格于1886年在金屬材料的力學性能實驗中發現的。當金屬材料先拉伸至塑性變形階段后卸載至零，再反向加載，即進行壓縮變形時，材料的受壓屈服極限比材料未經拉伸至塑性變形而直接進行壓縮的屈服極限明顯要小。若先進行壓縮使材料發生塑性變形，卸載至零后再拉伸時，材料的屈服極限同樣會減少。簡單概括為：一個方向的強化會導致另一個方向的弱化。
兩種應變硬化模型的特點：
隨動硬化模型(Kinematic hardening)假設彈性范圍（初始屈服應力的兩倍）保持不變。彈性范圍的中心沿著虛線穿過原點，平行于應變硬化線。因此，線段b–e和f–g長度都相等，并且是o–a長度的兩倍。這種特性符合包辛格效應。在各向同性硬化模型(Isotropic hardening)中，假定材料因拉伸后屈服應力增加，而壓縮時的屈服應力同樣增加，即反向加載的屈服應力大小等于先前屈服應力的大小。也就是說，b點和e點的應力大小相同。
展開 德國馬克斯-普朗克研究所Adv. Mater.:通過晶格扭曲設計超強中熵單相合金
屈服應力是限制材料最大應力的重要因素。為了提高屈服應力，傳統合金通常依賴于復雜而昂貴的熱機械加工路線，希望通過加工在材料中引入高密度的晶格缺陷來有效地增加材料強度。單相金屬材料在重結晶態和塑性屈服初期擁有很少的缺陷，具有不充分的晶格摩擦，因而流動應力較小。多種基礎元素的固體混合物（高熵或中熵合金）為材料的設計提供了一種很有前景的基礎，因為每一種單一的原子都可以創造獨特的局部晶格扭曲和應力。
【成果簡介】
近日，德國馬克斯-普朗克研究所發現一種簡單的VCoNi等原子中熵合金，擁有近1 GPa的屈服應力和很好的延展性，大大超過傳統合金。作者認為可以通過晶格扭曲來提高材料的屈服應力，以及對結晶大小的敏感度。同時，錯位調控的塑性可以通過形成納米大小的錯位微結構來實現材料強度與延展性的平衡。這些結果證明晶格扭曲是實現超強材料結構設計的重要因素。該成果以題為”Ultrastrong Medium-Entropy Single-Phase Alloys Designed via Severe Lattice Distortion”發表在Adv.
展開 
塑性工程學報：Custom450鋼拉伸的晶體塑性有限元分析
圖3 不同滑移系數目下的模擬應力——應變曲線與試驗曲線對比
圖4反映的是初始硬化模量h0對宏觀應力——應變曲線的影響，由圖可知，初始硬化模量h0的變化對屈服點處的數值大小幾乎沒有影響，但對塑性區的斜率有影響。
圖4模擬與試驗所得應力－應變曲線對比
(a)初始硬化模量h0對宏觀應力－應變曲線的影響
(b)圖4a的局部放大圖
圖5所反映的是初始屈服應力τ0對宏觀應力——應變曲線的影響，可以看出τ0的改變對屈服應力有影響，多晶體的屈服應力隨著τ0的增大而逐漸增大。
圖5初始屈服應力τ0對宏觀應力——應變曲線的影響
圖6是參考剪切應變率對宏觀應力－應變曲線，可以看出，參考剪切應變率的值從0. 0005s－1 變化到0. 0020s－1時，材料進入到塑性段的應力逐步減小，但進入塑性段時的應變沒有改變。
圖6參考剪切應變率對宏觀應力－應變曲線的影響
圖7所描述的是應變率敏感系數n對宏觀應力－應變曲線的影響，可以看出，在塑性階段隨著n的增加，相同應變下的應力降低，但對應的屈服應力不改變。
圖7應變率敏感系數n對宏觀應力——應變曲線的影響
圖8所展示的是不同飽和流動應力τs對宏觀應力——應變曲線影響的模擬結果。可以看出，τs從160MPa增加到240MPa，應力——應變曲線重合，固飽和流動應力對屈服點的影響可忽略不計。
圖8飽和流動應力τs對宏觀應力——應變曲線的影響
圖9和圖10分別對應于Custom450鋼晶粒模型的拉伸應力應變分布情況示意圖。
展開 從牛頓流體到彈性固體：旋轉流變儀的高精度流變特性測定與工業應用
POEG9MA(a)、PS-b-POEG9MA(b) 的線性動態黏彈性響應的頻率依賴性；c：摻雜 1/15 當量 LiClO4 的 PS-b、PS-POEG9MA 的應變曲線的頻率應力
02
表征漿狀體的整體流變行為
巴西圣保羅大學 Rafael G. Pileggi 團隊利用旋轉流變儀表征漿狀體的整體流變行為。
結果顯示，屈服應力和塑性黏度都隨著擠壓速度而降低，并且 5min 和 35min 的曲線實際上彼此平行。在 750μm/s 下（τ0_750和μ_750）獲得了相對屈服應力（τ0_v/τ0_750）和相對塑性黏度（μ_v/μ_750）的值。
結果表明，低速加載的樣品的屈服應力值比 750μm/s 加載的漿料的屈服應力值高出 30%–50%。塑性黏度的相應值在 40–65% 的范圍內。
這些結果表明，如果在漿狀物加載過程中施加緩慢的擠壓速度，這兩個流變參數都可能被顯著高估，因為測量值實際上是具有比原始組合物更低的 w/c 比的漿狀物。
a、b：屈服應力；c、d：塑性黏度；e：相對屈服應力；f：相對塑性黏度
03
研究復合水凝膠的流變性能
聊城大學韓軍團隊通過流變學實驗，研究了彈性模量和黏性模量隨剪切速率、應變、頻率、溫度、交替振蕩和剪切應力的變化。所得數據表明，該復合水凝膠具有許多理想的可調性能。
因此，通過優化組合物設計，可以獲得具有良好的彈性性能、剪切細化行為、自恢復能力和蠕變性能不同的首選樣品。
展開 你不知道的CAE小常識（三十三）
可以用TB，BKIN和TBDATA命令中的1-2項輸入屈服強度和切線模量：
TB，BKIN
TBDATA，1，（屈服應力）
TBDATA，2，（切線模量）
例題參看B.2.10，Bilinear Kinematic Plasticity Example：Titanium Alloy。
B.2.10. BilinearKinematic Plasticity Example: Titanium Alloy
MP,ex,1,100e9
! Pa
MP,nuxy,1,.36
! No units
MP,dens,1,4650
! kg/m3
TB,BKIN,1
TBDATA,1,70e6
! Yield stress (Pa)
TBDATA,2,112e6
! Tangent modulus (Pa)
7.2.3.6塑性隨動模型
各向同性、隨動硬化或各向同性和隨動硬化的混合模型，與應變率相關，可考慮失效。通過在0（僅隨動硬化）和1（僅各向同性硬化）間調整硬化參數β來選擇各向同性或隨動硬化。應變率用Cowper-Symonds模型來考慮，用與應變率有關的因數表示屈服應力，如下所示：
這里—初始屈服應力，—應變率，C和P-CowperSymonds為應變率參數。—有效塑性應變，—塑性硬化模量，由下式給出：
應力應變特性只能在一個溫度條件下給定。用MP命令輸入彈性模量（Exx），密度（DENS）和泊松比（NUXY）。用TB，PLAW，，，，1和TBDATA命令中的1-6項輸入屈服應力，切線斜率，硬化參數，應變率參數C和P以及失效應變：
如下所示，可以用TB，PLAW，，，，10和TBDATA命令中的1-5項定義其它參數。
展開 你不知道的CAE小常識（三十三）
可以用TB，BKIN和TBDATA命令中的1-2項輸入屈服強度和切線模量：
TB，BKIN
TBDATA，1，（屈服應力）
TBDATA，2，（切線模量）
例題參看B.2.10，Bilinear Kinematic Plasticity Example：Titanium Alloy。
B.2.10. BilinearKinematic Plasticity Example: Titanium Alloy
MP,ex,1,100e9
! Pa
MP,nuxy,1,.36
! No units
MP,dens,1,4650
! kg/m3
TB,BKIN,1
TBDATA,1,70e6
! Yield stress (Pa)
TBDATA,2,112e6
! Tangent modulus (Pa)
7.2.3.6塑性隨動模型
各向同性、隨動硬化或各向同性和隨動硬化的混合模型，與應變率相關，可考慮失效。通過在0（僅隨動硬化）和1（僅各向同性硬化）間調整硬化參數β來選擇各向同性或隨動硬化。應變率用Cowper-Symonds模型來考慮，用與應變率有關的因數表示屈服應力，如下所示：
這里—初始屈服應力，—應變率，C和P-CowperSymonds為應變率參數。—有效塑性應變，—塑性硬化模量，由下式給出：
應力應變特性只能在一個溫度條件下給定。用MP命令輸入彈性模量（Exx），密度（DENS）和泊松比（NUXY）。用TB，PLAW，，，，1和TBDATA命令中的1-6項輸入屈服應力，切線斜率，硬化參數，應變率參數C和P以及失效應變：
如下所示，可以用TB，PLAW，，，，10和TBDATA命令中的1-5項定義其它參數。
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