彈塑性
關注創建者：千歲寒 創建時間：2017-05-09
彈塑性的視頻教程
midas Building從入門到彈塑性分析應用
操作1：YJK導入Building及校核 三、靜力彈塑性分析方法 講解1：靜力彈塑性基本概念 講解2：靜力彈塑性操作流程及關鍵要素。 操作1：框架-剪力墻pushover操作演示。 四、動力彈塑性分析方法 講解1：動力彈塑性基本概念 講解2：動力彈塑性操作流程及關鍵要素。 操作1：框架-剪力墻動力彈塑性操作演示。
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ABAQUS地震作用下鋼框架結構模態分析、彈塑性時程分析
ABAQUS地震作用下鋼框架結構模態分析、彈塑性時程分析 本課程記錄了ABAQUS模擬地震作用下鋼框架結構的自振頻率、模態分析、彈塑性力學性能時程分析的每一步過程。凡是購買學員，面費答疑一次。
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彈塑性的實例教程
當時需要采用Sap2000和Perform 3d進行鋼結構的靜力彈塑性和動力彈塑性分析。當時我和同學說：在Sap2000中，梁單元的彈塑性是通過塑性鉸定義的，在定義時需要指定塑性鉸的具體位置，比如在梁單元的兩端或者是中間任意位置定義相應的塑性鉸，軟件在計算時就會考慮這些塑性鉸的屬性而實現材料非線性。同學當時使用的軟件是Ansys/apdl，他表示很不屑：那Sap2000不行啊，Ansys的梁單元彈塑性并不需要指定塑性鉸，直接對梁指定彈塑性材料就可以實現彈塑性，很顯然Ansys更合理。我當時十分認同，認為在Sap2000中，如果實際中梁的中點處出現塑性，僅在兩端設置塑性鉸顯然無法捕捉到這個塑性，而如果采用Ansys，梁單元長度方向上任意位置進入塑性均可以捕捉到。
在后來對有限元和梁單元的不斷學習中，實際上對于這個問題已經有了更進一步的思考。實際上，即使在Abaqus和Ansys中，對于梁單元也不是在長度方向上任意位置進入塑性均可直接捕捉到的。在大部分的有限元軟件中，在梁長度方向上會設置若干個積分點，計算時僅僅會捕捉積分點的應力判斷是否進入塑性。
例如，對于abaqus的B33單元，在長度方向上有3個高斯積分點。其具體位置為：(0.1127016L，0.5L，0.887298L)；對于B31，在長度方向上僅一個高斯積分點，位置為中點處。
以下圖的B33為例：
長度為1m，截面為0.1m*0.1m的梁采用1個B33單元，左端約束，右端施加豎向荷載Fz=1N.
計算完成后查詢積分點的S11應力值：
按照前文提到的長度方向積分點的位置為：(0.1127016L，0.5L，0.887298L)，則三個積分點處的應力（截面頂或者底）計算為:
同理可計算M2和M3，結果均與abaqus查詢的結果一致。
展開 初學材料力學就知道最常見的金屬一般都是彈塑性的。
所謂彈塑性，就是把材料性能劃分成了兩個階段，前面的階段是彈性，比較好理解，載荷與變形線性變化。后面塑性，就是指材料繼續變形，但是載荷不往上走了，或者即便走也變慢了。而且即便完全卸載，第二個階段的變形仍然會保留。
材料如此，人亦如此，過度消耗是補不回來的。彈塑性材料有屈服強度這個概念，就是指進入塑性后，本來向上的曲線開始低頭了，所謂之“屈服”。
只要做結構強度方向，彈塑性幾乎是個天天都能聽到的詞，以至于我對它毫無“敬畏之心”，總覺得這個玩意很簡單。尤其是我研究生開始做復合材料力學以后，就覺得復合材料比金屬高端多了。我們材料是各向異性的，剛度矩陣更復雜，我們還有蔡吳、蔡希爾、哈辛一堆“高級”失效準則，材料還可以分層失效，寫到論文里面更好看，更別提失效因子、漸進損傷，總之就是牛掰。
后來我第一次寫彈塑性本構的時候，懵了。這玩意比我想象的要復雜的多。首先彈塑性這個問題并不簡單，要想解釋清楚它，需要從材料微觀層面，了解晶體位錯等等現象。甚至于到2011年，寫這些問題的綜述還能發一篇Nature。歸根結底，我們并未完全研究透材料的彈塑性行為，以及相關的強度、韌性問題。
即便就本構層面而言，彈塑性光一個塑性流動方向要想寫出來就不容易，網上能看到一大堆公式，各種導數偏導數。
問題是在UAMT/VUMAT里面是很難做這種偏導的，包括迭代數值計算，不是完全不能，而是寫出來大概率各種報錯，還不好調試找原因。在子程序里面，最穩妥的就是寫加減乘除。
那時候寫彈塑性本構，對我理解子程序以及ABAQUS邏輯，起到了非常重要的作用。我的體會是，學寫子程序，應該先寫彈性，接著就寫彈塑性，這樣才能打好基礎。像我當時屬于是回頭補課。
展開 自從ASME Ⅷ-2引入彈塑性分析方法以來，越來越多的學者和工程師已經這種方法開始應用于國內市場和工程實際中，目前國內分析設計標準JB4732修訂版征求意見稿中也已引入了非線性分析的極限載荷法和彈塑性分析法，在工程實際中，大多數材料都是彈塑性狀態下工作的，而彈塑性分析正是采用材料的真實應力應變曲線，可計算整個時間歷程中的彈性應變和塑性應變變化情況，與彈性分析法相比，彈塑性分析更加精確和接近工程實際，且在大多數情況下，彈塑性應力分析法能節省材料成本，但是其在前處理、求解設置以及后處理等操作過程中相對復雜一些，而且對分析設計人員和計算機的配置要求也較高。做好彈塑性分析的前提一是對彈塑性概念和理論的深刻理解，二是將這些理論很好的通過有限元軟件來實現，對有限元軟件的理解和操作也必須深入和靈活，將理論和軟件合二為一，融會貫通，二者缺一不可。
彈塑性分析的本構模型和塑性理論準則
（1）本構模型：彈塑性分析法采用考慮應變強化的真實應力—應變曲線來建立材料的本構模型，采用大變形理論，剛度矩陣和平衡方程一直在更新變化，因而屬于非線性分析，求解時間大大增加，且存在求解收斂問題。
（2）屈服準則：彈塑性分析基于一定的屈服準則來判定某種應力狀態下的材料是處于彈性范圍內還是已經進入塑性流動狀態，初始屈服條件則規定了材料開始進入塑性變形的應力狀態。目前關于塑性理論的屈服評判準則有多種，但最常用的關于金屬材料的有兩種：Mises屈服準則和Tresca屈服準則，這兩種屈服條件的差別不是很大，通常Tresca屈服條件更安全一些，而Mises屈服條件則應用起來更為方便，因此在有限元分析中通常采用Mises屈服準則。塑性理論中，除過屈服準則外，還有流動準則
（3）流動準則：流動準則是用來描述塑性應變張量增量的分量和應力分量以及應力增量分量之間的關系，并在此基礎上建立彈塑性本構關系表達式。
展開 工程數據模塊提供了雙線性和多線性等向強化彈塑性模型。
對線性隨動強化, 屈服面在塑性流動過程中進行剛體平移。
屈服后最初的各向同性塑性行為不再各向同性 (隨動強化是各向異性強化的一種形式)
彈性區等于 2 倍的初始屈服應力，這稱為包辛格效應。
Chaboche Test Data
Uniaxial Plastic Strain Test Data
(單軸塑性應變測試數據) Plasticity（塑性模型）
-Bilinear Isotropic Hardening(雙線性等向強化)
-Multilinear Isotropic Hardening (多線性等向強化)
-Bilinear Kinematic Hardening(雙線性隨動強化)
-Multilinear Kinematic Hardening (多線性隨動強化)
-Chaboche Kinematic Hardening （非線性隨動強化）
-Anand Viscoplasticcity(Anand粘塑性模型)
所有的彈塑性模型，必須輸入材料的彈性模量和泊松比
3、試驗數據的處理方法
在ANSYS Workbench中的工程數據模塊中，彈塑性模型可以通過塑性應變與應力定義，因此需要使用下式進行轉換
下載地址：線性隨動強化彈塑性理論基礎
展開 這里所謂的完全解就是滿足塑性力學全部條件的解；另一類方程則包括外力所作的功等于內部所耗散功的條件以及結構的幾何邊界條件，這里沒有考慮靜力方面的要求，用這種方法求解，稱為機動法。用機動法所求得的極限載荷一般都比完全解所求得的極限載荷大，其中最小的載荷可能與完全解所求得的極限載荷相等。機動法又稱上限法，上限法在金屬塑性成形問題中和板殼塑性極限分析中，獲得了非常廣泛的應用，破壞機構可以通過實驗方法找到.。最合理的破壞模式也就是和實驗結果一致的模式。
四、結論
由以上討論看出，在彈塑性力學中，從材料、變形規律和求解問題方法都需要進行合理簡化，因為簡化得合理，才能求得結果而且所獲得的結果才會和實際問題吻合良好。學好彈塑性力學的主要目的，是把所學到的知識應用到解決工程實際問題，而工程實際問題往往都是非常復雜的。因此，在學好彈塑性力學的基礎上，要繼續學會對復雜工程問題進行簡化，忽略次要矛盾，抓住主要矛盾，用這一思路去分析問題和研究問題一般都能獲得比較理想的結果。
下載地址：彈塑性力學陳明祥
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傳統的彈塑性模型無法準確模擬這種“又快、又熱、變形又大”的極端物理過程，而 JC 模型正是為了破解這些高能耗、高破壞性的力學難題而誕生的。
該模型的核心思想是將復雜的金屬材料行為進行“解耦”，認為材料的強度主要受到三個獨立因素的疊加影響：應變硬化、應變率（變形速度）強化和熱軟化。
Cyr 等人針對這一問題提出了一個三維熱-彈-黏塑性晶體塑性模型，即 TEV 模型，用于描述 FCC 多晶材料，特別是 AA5754 鋁合金在升溫條件下的力學行為。該模型的核心思想是：材料變形不僅包含彈性變形和晶體塑性滑移，還需要顯式考慮熱膨脹變形。因此，總變形梯度被分解為彈性/剛體轉動部分、熱變形部分和塑性變形部分。
*MAT_024 (MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY)： 這是整個汽車工業與消費電子防撞設計中使用頻率最高的通用彈塑性卡片。它的魅力在于卓越的魯棒性。工程師可以通過LCSS表格輸入離散的真實應力-真實塑性應變曲線族來定義應變率效應。實踐經驗警告： LCSS表格的插值機制是基于自然對數插值的。
基于UMAT的蠕變變形仿真16天前
借鑒彈塑性的編寫經驗，蠕變應變和塑性應變類似，也屬于非機械應變，并不參與應力的增長。
更關鍵的是，在編寫彈塑性程序的時候，就會接觸到“流動方向”這個概念，它主要解決的是三維模型中，等效應變如何分配到各個方向的問題。因為本構關系需要通過矩陣來運算，應變列向量有各個方向的應變，一個等效應變值，必須分配到每個方向上才行。
然后是載荷與分析步的處理。
<p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(15, 17, 21);">本資源包含一份 PDF 文檔和可直接編譯運行的 Fortran UMAT 代碼，具體內容為：</span></p><p class="ql-align-justify">理想彈塑性本構 + 隱式積分 + 徑向返回</p><p class="ql-align-justify
采用了一個率無關的 von Mises 彈塑性材料模型，其中屈服應力為 700 MPa，硬化斜率為 0.3 GPa。命名為METAL。剛性墩頭不需賦予材料。
Section截面屬性
賦予材料屬性
創建剛性墩頭2D-Wire
裝配模型
將剛性墩頭與坯料裝配到一起，剛性墩頭與坯料上邊線重合。
薄壁彎管在內壓和彎矩作用下的彈塑性坍塌分析
案例 Elastic-plastic collapse of a thin-walled elbow under in-plane bending and internal pressure
問題描述與目標
本案例旨在研究一個薄壁90度不銹鋼彎管及其相鄰直管段，在面內彎矩（張開和閉合彎矩）與內部壓力共同作用下的彈塑性響應直至結構坍塌。
具備扎實的有限元理論功底，熟悉材料力學、彈塑性力學、振動理論等基礎學科 -
軟件技能：
精通 Abaqus/CAE 軟件，熟練掌握Standard與Explicit求解器。
熟練使用HyperMesh或ANSA等專業前處理軟件者優先。
熟悉Python腳本進行Abaqus二次開發（參數化建模、結果自動處理）是加分項。
正如論文所指出的，這種方法可以進一步擴展到彈塑性和損傷問題，為計算材料力學開辟新的道路。
參考文獻：Yuheng Cao, Chunyu Zhang*, Biao Wang. A New High-order Deformation Theory and Solution Procedure Based on Homogenized Strain Energy Density.
材料彈塑性性能隨坐標變化3個月前
<h2>應用程序安裝</h2><p>下載與您所選 Ansys 版本對應的應用程序。</p><p>在 Extensions（擴展）菜單 中，點擊 “Install Extension…”（安裝擴展），系統會彈出文件對話框，選擇并打開已下載的 “*.wbex” 二進制文件。</p><p><br></p><figure style="text-align: center;"
