弹塑性力学的非线性有限元
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第二部分弹塑性问题的有限元法第四章弹塑性体的本构理论第五章弹塑性体的有限元法第四章弹塑性体的本构理论4-1塑性力学的基本内容和地位塑性力学是有三大部分组成的:1) 塑性本构理论,研究弹塑性体的应力和应变之间的关系;2) 极限分析,研究刚塑性体的应力变形场,包括滑移线理论和上下限法;3) 安定分析,研究弹塑性体在低周交变载荷作用下结构的安定性问题。
塑性力学虽然是建立在实验和假设基础之上的,但其理论本身是优美的,甚至能够以公理化的方法来建立整个塑性力学体系。
塑性力学是最简单的材料非线性学科,有很多其它更复杂的学科,如损伤力学、粘塑性力学等,都是借用塑性本构理论体系而发展起来的。
4-2关于材料性质和变形特性的假定材料性质的假定1)材料是连续介质,即材料内部无细观缺陷;2)非粘性的,即在本构关系中,没有时间效应;3)材料具有无限韧性,即具有无限变形的可能,不会出现断裂。
常常根据材料在单向应力状态下的σ-ε曲线,将弹塑性材料作以下分类:硬化弹塑性材料理想弹塑性材料弹塑性本构理论研究的是前三种类型的材料,但要注意对于应变软化材料,经典弹塑性理论尚存在不少问题。
变形行为假定 1)应力空间中存在一初始屈服面,当应力点位于屈服面以内时,应力和应变增量的是线性的;只有当应力点达到屈服面时,材料才可能开始出现屈服,即开始产生塑性变形。
因此初始屈服面界定了首次屈服的应力组合,可表示为()00=σf(1)2) 随着塑性变形的产生和积累,屈服面可能在应力空间中发生变化而产生后继屈服面,也称作加载面。
对于硬化材料加载面随着塑性变形的积累将不断扩张,对于理想弹塑性材料加载面就是初始屈服面,它始终保持不变,对于软化材料随着塑性变形的积累加载面将不断收缩。
因此加载面实际上界定了曾经发生过屈服的物质点的弹性范围,当该点的应力位于加载面之内变化时,不会产生新的塑性变形,应力增量与应变增量的关系是线性的。
只有当应力点再次达到该加载面时,才可能产生新的塑性变形。
2022年6月第25期Jun. 2022No.25教育教学论坛EDUCATION AND TEACHING FORUM【特别关注】“弹塑性力学与有限元”课程教学实施思考——土木水利专业学位研究生核心课程禹海涛1,赵慧玲2(1.同济大学 土木工程学院,上海 200092;2.上海大学 力学与工程科学学院,上海 200444)[摘 要] “弹塑性力学与有限元”是土木水利专业学位研究生核心课程。
该课程具有复杂的理论体系,需要有较深厚的数学力学基础知识,具有较高的教学与培养要求。
目前,学生基础参差不齐、课程辅助教学缺乏等现实存在的问题不利于课程教学内容的实施;因此,保证和促进课程教学实施的措施需要深入思考。
从巩固学生基础、优化设置课程内容、丰富教学模式及考核方式等多个角度,探讨了课程教学实施的措施与建议,为同类研究生培养单位教师提升“弹塑性力学与有限元”课程的教学效果提供借鉴。
[关键词] 弹塑性力学与有限元;教学实施;实践能力[课题项目] 2021年度上海大学“研究生教育培养质量提升”(2021GY12)[作者简介] 禹海涛(1983—),男,河南驻马店人,工学博士,同济大学土木工程学院教授,博士生导师,主要从事土木工程专业研究;赵慧玲(1982—),女,山西长治人,博士,上海大学力学与工程科学学院副教授(通信作者),主要从事土木工程专业研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2022)25-0001-04 [收稿日期] 2022-03-04科学技术的飞速发展对高素质科技人才的需求越来越迫切。
研究生教育是高素质人才培养的重要基础。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》指出:“提高质量是高等教育发展的核心任务,是建设高等教育强国的基本要求。
”提高人才的专业素养是提升高等教育质量的重要任务之一。
土木工程作为一门传统的工科专业,具有较强的实践性与应用性。