目錄1. 材料非線性2. 三個準則2.1 屈服準則2.2 流動準則2.3 強化準則3. 常用彈塑性模型3.1 雙線性等向強化3.2 多線性等向強化3.3 非線性等向強化3.4 雙線性隨動強化3.5 各向同性材料多線性隨動強化3.6 各向同性材料Chaboch隨動強化模型
參考資料 ：《ANSYS 14.0 理論解析與工程應用實例》--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）與率無關的彈塑性，其特征是材料里存在不能消失的瞬時應變。
（2）與率相關的粘塑性，其特征是允許在一定的時間間隔中發生塑性變形
（3）蠕變即存在永久的應變，也是與應變率相關的塑性變形。
（4）襯墊材料是用來模擬特殊的材料關系。
（5）非線性彈性允許使用非線性的應變-應力關系，所有應變都是可逆的
（6）超彈性通過應變能密度來確定，其應變也是可以逆轉的
（7）粘彈性是與率相關的材料性質，其特征是粘性對彈性應變有貢獻。
（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 或擴大。

2. 三個準則

在彈塑性理論中有三個必不可少的準則，即屈服準則、流動準則和強化準則。屈服準則將應力狀態與材料屈服的發生聯系起來；流動準則是在材料塑性流動存在增量時將材料應力狀態和塑性應變的六個增量聯系起來。強化準則是描述了材料在超出初始屈服以后如何使用應變修正屈服準則。

2.1 屈服準則

Von Mises屈服準則（特別適合金屬，在三維主應力空間中，Von Mises屈服面是一個以 σ1=σ2=σ3為軸的圓柱面，在二維中，屈服面是一個橢圓，在屈服面內部任何應力狀態都是彈性的，在屈服面外，任何應力狀態都會引起屈服）；

Hill屈服準則（正交各向異性，可以考慮材料的彈性參數的正交各向異性和屈服強度的各向異性；在三維主應力空間中，Von Mises屈服面是一個以 σ1=σ2=σ3為軸的橢圓柱面，在二維中，屈服面是一個橢圓，在屈服面內部任何應力狀態都是彈性的）；

廣義Hill屈服準則（拉伸和壓縮屈服不同）；

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

2.2 流動準則

流動準則：描述了發生屈服時，塑形應變的方向。在關聯流動中，塑形流動的方向與屈服面外法線方向相同。

2.3 強化準則

等向強化（屈服面中心不變，只是大小隨著外界載荷的變化而變化；

隨動強化（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）；

混合強化（等向強化和隨動強化的結合，屈服面不僅在大小上 擴張，還在屈服方向上移動）

3. 常用彈塑性模型

3.1 雙線性等向強化

各向同性材料雙線性等向強化模型（彈性模量、泊松比、屈服應力、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 多線性等向強化

各向同性材料多線性等向強化模型（彈性模量、泊松比、多線性應力-應變關系）
Structure--Nonlinear--Inelastic--Rate Independent--Isotropic Harding Plasticity--Mises Plasticity--Multilinear
最多可輸入100個應力-應變關系，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 非線性等向強化

各向同性材料非線性等向強化模型（特別適合大變形分析，Hardening for material number 1）
使用Voce的硬化率和冪律來描述各向同性材料的硬化行為。通過在TB,NLISO中指定恰當的TBOPT來選擇其中的一種方法。該模式適合大變形分析。
對于冪率強化準則（TB,NLISO,POWER）,主要用于韌性、可塑性和Gurson's Model模型中的損傷問題。
當聯合使用冪律選項和GURSON塑形功能時，可以模擬塑形材料韌性和損傷。
當聯合使用NLISO Voce硬化模型和CHABOCHE非線性隨動強化模型時，可以模擬材料循環硬化和軟化。

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,,!依次表示上述四個參數

其中：
激活Voce硬化率，則輸入四個參數：Sigy0表示初始屈服強度，R0，Rinf和b表示等向強化材料有關參數。
若激活冪率強化準則，則只需要輸入Siny0初始屈服強度和R0，

3.4 雙線性隨動強化

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

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強化

與多線性等向強化設置類似。

3.6 各向同性材料Chaboch隨動強化模型

可以使用該材料選項模擬材料的循環受力行為。與雙線性隨動強化模型和多線性隨動強化模型一樣，還可以使用該模型去模擬單點硬化和包辛格效應。
用戶可以使用該模型疊加多大5種隨動強化模型和1中等向強化模型來模擬復雜的材料循環塑形行為，如材料的循環硬化、軟化和棘輪效應。

總結

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內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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