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塑性是什么意思1对物体施加外力,当外力较小时物体发生弹性形变,当外力超过某一数值,物体产生不可恢复的形变,这就叫塑性形变 。塑性即物体变形的能力 。与之相对的,对一物体施加外力,物体产生形变,移除外力,发现形变消失,物体恢复原样,这就是弹性,弹性越大的物体,能够承受越大的外力而不发生永久形变 。而塑性越大的物体,能发生永久形变所需的最小力越小 。
对大多数的工程材料,当其应力低于比例极限(弹性极限)时,应力一应变关系是线性的,表现为弹性行为,也就是说,当移走载荷时,其应变也完全消失 。而应力超过弹性极限后,发生的变形包括弹性变形和塑性变形两部分,塑性变形不可逆 。评价金属材料的塑性指标包括伸长率(延伸率)A 和断面收缩率Z表示 。
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[微风]本文为Workbench下塑性材料分析的文字教程,详细视频教程可戳文末链接获取 。
今天带着大家研究一波Workbench中材料的塑性是如何表征的,并通过一个小案例给大家展示材料塑性的应用 。
Workbech中给我们提供的塑性表征方式主要有以下几种,见图1;
图1
下面给大家介绍几种常用的塑性表征方式:
1)Bilinear Isotropic Hardening:双线性等向强化模型,该模型使用两条线段来表征材料的应力-应变关系,如图2,第一条直线用于表征材料的线弹阶段,斜率为弹性模量,第二条直线用于表征材料的弹塑性,斜率为切线模量 。
图2
2)Multilinear Isotropic Hardening:多线性各项强化模型,该模型使用多条线段来表征塑性阶段的应力-应变关系,如图3所示 。
图3
3)Multilinear/Bilinear Kinematic Hardening:多/双线性随动强化模型,与上面介绍的强化模型表征方式类似,主要含义为,随着材料的某一方向屈服强度提升,其他方向会随之减少,不适用于大应变分析 。
4)Nonlinear Isotropic Hardening Material Model:非线性各向同性硬化模型,可分为基于Voce硬化规律或power硬化规律,该模型的优势在于材料行为由函数确定 。
5)Hill Yield Criterion:希尔屈服准则,是一种各向异性准则,依赖于相对于各向异性轴的应力方向,多用于锻造金属和复合材料 。
6)Gurson Mode:Gurson模型,多用于延性多孔金属的塑性和损伤 。
下面我们带着大家在Workbench中通过一个小案例进行塑性材料的应用,首先给大家介绍一下仿真流程,如下:
一、有限元仿真流程1-1、前处理
1-1-1、几何模型构建
1-1-2、材料定义
1-1-3、有限元系统模型构建
1-2、求解
1-2-1、加载条件/边界条件
1-2-2、求解设置
1-2-3、大变形
1-3、后处理
1-3-1、查看结果
1-3-2、评估结果
1-3-3、修正结果
二、前处理2-1、几何模型构建
采用DM进行建模,尺寸以及建模效果如图4 。
图4
2-2、材料的定义
进行材料的定义,采用双线性等向强化模型,如图5 。
图5
2-3、构建有限元系统模型
主要包括7要素,对应见图6 。
图6
具体操作流程以及操作步骤如图7 。
图7
2-3-1、判断刚柔性:全局采用默认柔性体
2-3-2、删除已有接触:采用默认接触Bonded,无需删除更改 。
2-3-3、第一次网格划分:如图8
图8
2-3-4、材料赋予:正方体采用默认结构钢,壳体采用定义好的塑性材料,同时赋予厚度5mm,偏移类型选择顶部,如图9所示 。
图9
2-3-5、连接关系设定:采用默认绑定连接关系
2-3-6、最终网格划分:设置网格划分相关设定,最终效果如图10
【混凝土塑性是什么意思 塑性是什么意思】图10
三、求解3-1、加载条件/边界条件
施加固定约束,如图11
图11
设置两个载荷步,第一个载荷步在壳体上施加压力,第二个载荷步卸载,如图12所示
图12
3-2、求解设置
求解设置设定如图13所示
图13
3-3、大变形打开
四、后处理变形结果如图14所示,有残余变形存在,说明发生塑性变形;
图14
再去查看应力的结果,如图15所示,有残余应力存在,说明发生塑性变形;
图15
详细视频教程请戳:Workbench下塑性仿真评估
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