1王亚勇-弹塑性分析输出结果解读(贵阳2015)

弹塑性反应谱的分析第35卷第4期2011年8月南京理工大学JournalofNanjingUniversityofScienceandTechnologyV0l_35No.4Aug.2011弹塑性反应谱的分析丁建国,陈伟(1.南京理工大学理学院,江苏南京210094;2.东南大学土木工程学院,江苏南京210090)摘要:为了分析结构在地震作用下的弹塑性反应,该文探讨了弹塑性反应谱.该文推导了弹塑性反应谱的基本方程,计算了等延性强度需求谱;描述了通过强度折减系数,延性系数及结构周期之间的关系建立弹塑性反应谱的方法;参照弹性反应谱理论分别得到了四种弹塑性反应谱.计算结果表明:当延性系数较小且土质较硬时,该文计算的弹塑性反应谱与范立础的弹塑性反应谱近似相等;当延性系数较大且土质柔软时,该文计算的弹塑性反应谱相对安全.关键词:强度折减系数;延性系数;弹塑性反应谱中图分类号:TU311.3文章编号:1005—9830(2011)04—0573—06 AnalysisofElasto-plasticResponseSpectraDINGJianguo,CHENWei(1.SchoolofSciences,NUST,Nanjing210094,China;2.CollegeofCivilEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210090,China) Abstract:Inordertoanalysetheelasto—plasticresponseofstructureunderthes eismicaction,this paperstudiesanelasto—plasticresponsespectrum.Thebasicequationofanela sto—plasticresponse spectrumisestablishedandtheconstant—ductilitystrengthdemandspectraare calculated.Themethodsofelasto-plasticspectraestablishedbyrelationshipamongthestrength reducingcoefficients andtheductilitycoefficientsaswellasthestructuralperiodsaredescribed.Four kindsofelasto- plasticresponsespectraarededucedfromreferringtotheelasticresponsespectr um.Thecalculation resultshowsthattheelasto—plasticresponsespectraproposedherearesimilart oFanLichu’Selasto—plasticresponsespectraundertheconditionofhardsoilandsmallductilitycoefficient,andthe elasto—plasticresponsespectraproposedherearerelativelysafeunderthecon ditionofsoftsoilandlargeductilitycoefficient.Keywords:strengthreducingcoefficients;ductilitycoefficients;elasto—plast icresponsespectra地震是人类所面临最严重的自然灾害之一.特别是从20世纪下半叶以来所发生的几次大地震使人们认识到,在强烈地震作用下建筑结构将产生屈服或部分屈服,从而发生弹塑性反应.依据《中华人民共和国抗震设计规范》规定J,抗震设防目标要求按照”三水准,二阶段”来进行,而抗震设防的第二阶段需要校核结构的弹塑性变形.结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形计算是一个非常复杂的问题,目前在规范中所提出的计算方法主要包括静力弹塑性分析方法及弹塑性时程分析方法等.但是,如果要精确应用静力弹塑性分析方法,就需要采用通过由弹塑性反应谱得到的地震反应需求收稿日期:2010—06—04修回日期:2010-11-12作者简介:丁建国(1962～),男,副教授,主要研究方向:工程结构抗震与防灾,E-mail:*****************.cn.574南京理工大学第35卷第4期曲线来决定结构目标位移2J,因此,弹塑性反应谱的研究将具有极其重要的现实意义.近年来,国内外许多学者进行了有关弹塑性反应谱的研究.Miranda_3通过研究地震持续时间在0～3s内,且分别来自岩石地基,冲积土地基和软土地基的124条地震加速度记录曲线,得到了建立在单自由度体系基础上弹塑性需求谱,其研究结果表明:弹塑性需求谱主要依赖于场地条件,频谱特性和持续时间.Vidic’4等人用两种不同的方法获得了弹塑性强度需求谱:一种是通过减少相关因素降低弹性谱;另一种是通过对弹塑性结构在遭受地震作用时获得的反应谱进行统计分析,而直接得到弹塑性反应谱.范立础通过统计平均法和回归分析,给出了平均强度折减系数的函数表达式.其他相关文献[6-9]也介绍了地震力调整系数和相关的弹塑性反应谱.本文将试图根据结构抗震理论推导弹塑性反应谱的基本方程,并输入约200条地震波加速度时程曲线对单自由度体系进行弹塑性时程分析,以平均计算结果获得等延性强度需求谱及弹塑性反应谱,并与根据Vidic,Berrilld及范立础等人提出的R--g—T 关系所得到的弹塑性反应谱进行分析和比较.1基本方程在地震作用下,单自由度体系的运动微分方程如下.(￡)+(),)=一眦()(1)式中:m为系统的质量;C为阻尼系数;(t),x(t)和x(t)分别为位移,速度和加速度i厂(,t)为系统恢复力;互(t)为地震作用加速度.为了计算方便,参照弹性系统恢复力公式,弹塑性系统恢复力可表示成式(2)的形式,.厂(,￡)=()()(2)将式(2)代入式(1),因此得到()+2o(t)+[k(x)/k0]02(t)=-x(t)(3)式中:设:ko/m,=c/(2mw0),ko为滞回曲线系统的线弹性刚度.设屈服时位移为,则屈服力为(,)=kyX,是当=时系统的割线刚度.根据弹性反应谱理论(,t)=m3l,其中是动力系数.如果定义”(t):(t),R=厂(,)(,t),/.Z=maxI(t)I=JI/x(被称为强度折减系数,被称为延性系数),则式(3)将变为式(4).)+2)+一Rkr.2(4)根据弹性反应谱理论卢(5)式中:Ot为地震影响系数.因为系统周期和频率的关系为=2~r/w.,那么将式(5)代人式(4)中,则式(4)可以改写成式(6)的形式:u(t))睾)=睾Rky..c)(6)式(6)是等强度延性需求谱及等延性强度需求谱的基本方程.2等延性强度需求谱根据式(6),如果是一个常数,则等延性强度需求谱可以通过迭代计算得到.由于可能对应多个R的值,因此,等延性强度需求谱应选用尺的最小值.在本文中,假设抗震设防烈度为7度,利用如图1所示的退化三线型滞回模型,通过计算得出等延性强度需求谱.j,)图1退化三线型系统的恢复力模型在图1中,分别选择O/0=1,1=0.85,2=0.15,O/3=0.89.并且选择=0.30S,0.40S,0.55s和0.75S分别作为I,Ⅱ,Ⅲ和Ⅳ类场地的特征周期.选用包括EL.centro波,Taft波和天津波等近200条地震波.地震波选用原则,主要依据场地类别及特性进行选择.其中对于I类场地选用了57条地震波;Ⅱ类场地选用了55条地震波;111类场地选用了52条地震波;IV类场地选用了28条地震波.所有地震记录曲线的最大加速度峰值取0.22g. 这些地震记录的平均计算结果如图2所示.总第179期丁建国陈伟弹塑性反应谱的分析575 T/s(a)I类场地T/s(c)ll类场地T/s(b)1I类场地T/s(d)IV类场地图2等延性强度需求谱可改写为式(8).3由一j『1关系建立弹塑性反应谱的原理根据强度折减系数的定义,R={L,=se,.p7,式中:5:是弹性反应谱,5:是弹塑性反应谱.设弹性反应谱的地震影响系数为ot,弹塑性反应谱的地震影响系数为ol,根据S:=otg,则式(7)T/s(a)Berrill的弹塑性反应谱o/=:/g=a/R(8)因此,弹塑性反应谱的地震影响系数Ot可通过弹性反应谱的地震影响系数Ol和R一关系代人式(8)得到.本文分别利用Berrill,Vidic和卓卫东,范立础提出的R-/z—T的关系及本文所得到的等强度延性需求谱(图2),计算出了在I类场地(硬土)上四种弹塑性反应谱的地震影响系数,如图3所示.T/s(b)Vidic的弹塑性反应谱T/sT/s(c)范立础的弹塑性反应谱(d)本文计算出的弹塑性反应谱图3I类场地条件下Berrill,Vidic,范立础及本文计算出的弹塑性反应谱576南京理工大学第35卷第4期在图3中,当等于1时,该曲线则变为弹性反应谱,当=2,3,4,5时,曲线则为弹塑性反应谱.从图3可以发现,弹塑性反应谱中的地震作用明显小于弹性反应谱中的地震作用,这对抗震工程具有重要意义.4四种弹塑性反应谱的效果分析和对比由于没有足够且完整的较长时问软土地震加速度记录,且范立础的R一关系只包含了三种场地类别,同时考虑到等延性强度需求谱(图2 (d))有可能不具有良好的统计特性.因此,本文在对四种弹塑性反应谱进行比较和分析时,分别T/s(a)=2.0考虑了I,Ⅱ和Ⅲ类场地.在上述四种弹塑性反应谱中,Berrill的R一丁关系是建立在位移相同的原则上;Vidic的R一关系则建立在位移和能量相等的两个原则之上,并考虑到土壤条件和滞回模型等因素的影响;范立础的R一关系以及本文提出的等延性强度需求谱(图2)则建立在对单自由度体系的大量弹塑性时程分析的基础上.因此,通过对上述四种弹塑性反应谱分析和比较发现:(1)一般而言,通过Ben’ill的R一关系得到的弹塑性反应谱将相对偏于安全;(2)本文通过等延性强度需求谱计算出的弹塑性反应谱,因为选择了的最小值,在某些情况下也是比较安全的.为了对这四种弹塑性反应谱作进一步比较,更详尽曲线如图4～6所示.T/s(b)g=3.0T/sT/s(c)=4.0(d)5.0图4在I类场地条件下四种弹塑性反应谱参见图4～6,可以发现,一般而言,Berrill的弹塑性反应谱>Vidic的弹塑性反应谱>范立础的弹塑性反应谱.在硬土条件下(图4～5),当>0.1s时,四种弹塑性反应谱近似相同;当T<0.1s,本文计算出的弹塑性反应谱则是相对安全的,但比Berrill的弹塑性反应谱略低,Vidic的弹塑性反应谱接近于范立础的弹塑性反应谱.在软土条件下(图6),当结构周期为中长周期时,则本文计算出的弹塑性反应谱大于其他三种弹塑性反应谱,并且越大,则差值越大;当结构周期为长周期时,四种弹塑性反应谱几乎是相同的.当等于2时(图4(a),图5(a)及图6(a)),一般来说,Berrill的弹塑性反应谱大于Vidic的弹塑性反应谱,而Vidic的弹塑性反应谱大于范立础的弹塑性反应谱,同时也略大于本文计算出的弹塑性反应谱.当T<0.2s时,Vidic的弹塑性反应谱以及范立础的弹塑性反应谱与本文得到的弹塑性反应谱几乎是相同的.当结构周期是中长周期时,本文计算的弹塑性反应谱值比范立础的弹塑性反应谱值大.当等于5时(图4(d),图5(d)及图6(d)),本文计算出的弹塑性反应谱是相对安全,并接近Berrill的弹塑性反应谱,范立础的弹塑性反应谱和Vidic的弹塑性反应谱则非常相近.总第179期丁建国陈伟弹塑性反应谱的分析577 5结论T/s(a)=2.0T/s(b)=3.0T/sT/s(c)=40(d)5.0图5在Ⅱ类场地条件下四种弹塑性反应谱T/s(a)=2.0T/s(c)=4.0T/s(b)=3.0图6在Ⅲ类场地条件下四种弹塑性反应谱(1)本文建立了弹塑性反应谱的基本方程,并根据大量地震加速度记录计算得到了等延性强度需求谱;(2)当延性系数较小且土质较硬,本文计算的弹塑性反应谱与范立础的弹塑性反应谱几乎近T/s(d)=5.0似相同;而Vidic的弹塑性反应谱比前两者大; Berrill的弹塑性反应谱相对安全.当值较大且土质柔软时,本文计算的弹塑性反应谱则相对安全一些;而在大多数情况下,弹塑性反应谱有以下关系:本文计算出的弹塑性反应谱>Vidic的弹塑性反应谱>范立础的弹塑性反应谱.但Vidic的弹塑性反应谱与范立础的弹塑性反应谱的差别不大;(3)范立础的R一关系是建立对单自由578南京理工大学第35卷第4期度系统大量的弹塑性时程分析的基础上,但这种关系不能充分考虑阻尼比,滞回模型等影响因素,而Vidic的一关系较简单但可以清楚地反映这些因素的影响,Vidic的弹塑性反应谱比较接近范立础的弹塑性反应谱.参考文献:[2][3][4]GB50011_-20o1.中华人民共和国抗震设计规范[s].北京:中国建筑工业出版社,2001. AppliedTechnologyCouncil.A TC一40.V o1.1.Seismic evaluationandretrofitofconcretebuildings[S].1996. MirandaE.Evaluationofsite—dependentinelasticseismic designspectra[J].JoumalofStruetEngngASCE,1993, 117(8):1319-1338.VidicT,FajfarP,FischingerM.Consistentinelastic designspectra:Strengthanddisplacement[J].[5][6][7][8][9] EarthquakeEngineeringandStructuralDynamics,1994, 24(5):507—521.卓卫东,范立础.结构抗震设计中的强度折减系数研究[J].地震工程与工程振动,2001,21(1):84—88. BerrillJB,PriestleyMJ,ChapmaanHE.Design earthquakeloadingandductilitydemand[A].Bulletin oftheNewZealandNationalSocietyforEarthquake Engineering[C].Wellington,NewZealand~New ZealandSocietyforEarthquakeEngineeringInc,1980, 13(3):232—241.丁建国.弹塑性反应谱及其在抗震设计中应用[J]. 南京理工大学,2007,31(6):780—783. ElghadamsiFE,MohrazB.Inelasticearthquakespectra [J].EarthquakeEngineeringandStructuralDynamics, 1987.15:91一lo4.MirandaE,JorgeRG.Influenceofstiffnessdegradation onstrengthdemandsofstmcturesbuiltonsoftsoilsites [J].EngineeringStructures,2002,24:1271-1281.。

1. 弹塑性分析中的主要问题ABAQUS提供了多种材料的本构关系和失效准则模型弹塑性变形行为：Abaqus默认的采用屈服面来定义各项同性屈服金属材料的弹塑性行为：- ；曲线：（四个阶段）弹性阶段：厂Cp，应力应变服从胡克定律-E ；_二一二e,匚一；不再是线性关系，卸载后变形完全消失，仍属于弹性变形屈服阶段：屈服阶段表现为显著的塑性变形，此阶段应力基本不变，应变不断增加，屈服现象的出现于最大切应力有关系，屈服极限为二s强化阶段：材料恢复抵抗变形的能力，使它继续变形必须增加拉力，强度极限为二b局部变形阶段：匚—匚b后，在试样的某一局部范围内，横向尺寸突然急剧减小，形成缩颈现象卸载定律，冷作硬化（比例极限得到提高，退火后可消除）伸长率_5%，称为脆性材料；「. _5%，称为塑性材料强度极限匚b是衡量脆性材料的唯一指标，脆性材料主要用作受压杆件，破坏处发生在与轴线成45的斜截面上，而塑性材料主要用作受拉杆件。

应以应力和名义应变：（以变形前的界面尺寸为基础）F 也1-nom nomA0 1 o真实应力和真实应变与名义量的关系:Abaqus 分析结果中对应的变量：真实应力：S,Mises真实应变：对几何非线性问题，输出的是对数应变 LE 几何线性问题，输出的是总应变 E 塑性应变：等效塑性应变 PEEQ 塑性应变量 PEMAG,塑性应变分量 PE弹性应变：EE名义应变：NE 在abaqus standard 中无法模拟构建塑性变形过大而破坏的过程弹塑性分析的基本方法：理想塑性：应力不变，应变持续增加；应尽可能的使材料的最大真实应力和塑性应变大于模 型可能出现的应力应变值解决弹塑性分析中的收敛问题：在弹塑性材料商施加载荷时，如果此载荷会造成很大的局部变形 （使用点载荷时尤其容易出 现此问题），可能造成收敛问题。

解决方法有四种：1.使材料的最大真实应力和塑性应变大于模型可能出现的应力应变值2•如果对出现很大苏醒变形的部件不关心其准确的应力和塑性变形，可将其设置为线弹性材料 3•尽量不要施加点载荷，而是根据实际情况来使用面载荷或线载荷4•为载荷作用点附近的几个节点建立刚性约束，施加耦合约束，使几个节点共同承担点载荷Abaqus 中的体积自锁问题?2. 带孔平板的弹塑性分析 true nom (1 nomtrue 1 n ( 1真实应变是由弹性应变和塑性应变组成的, 定义塑性材料时，需用到塑性应变，其表达式为:pitrue £ £ e1 true crtrue通过查看PEEQ（等效塑性变形），判断材料是否发生塑性变形。

塑性仿真分析实验报告实验目的：本实验旨在通过塑性仿真分析，研究材料在塑性变形过程中的力学行为，并对其力学性质进行评估。

实验设备和材料：1. 塑性仿真分析软件：使用ABAQUS软件进行塑性仿真分析。

2. 实验材料：选用了常见的工程材料进行塑性仿真分析，如钢材、铝材等。

实验步骤：1. 准备模型：首先，根据实验要求，在ABAQUS软件中建立材料模型。

根据实验需要，选择相应的材料，并进行网格划分。

2. 施加载荷：根据实验要求，给模型施加合适的力加载条件。

根据实验设计方案，可施加静力加载或动力加载。

3. 运行仿真：在设定合适的仿真参数后，开始运行塑性仿真分析。

软件将模拟材料的塑性变形过程，并记录相应的力学行为。

4. 结果分析：分析仿真结果，获取并评估材料在塑性变形过程中的力学性质。

通过查看应力-应变曲线、位移-时间曲线等数据，了解材料的强度、韧性等性能。

实验结果与讨论：根据塑性仿真分析的结果，得到了材料的应力-应变曲线，位移-时间曲线等数据。

通过分析这些曲线，可以获得材料的以下性能指标：1. 屈服强度（yield strength）：可以通过应力-应变曲线中的屈服点来确定材料的屈服强度。

屈服强度是材料开始发生塑性变形的应力值。

2. 极限强度（ultimate strength）：可以通过应力-应变曲线中的最大点来确定。

极限强度是材料能够承受的最大应力值。

3. 韧性指标（toughness）：可以通过应力-应变曲线下方的面积来确定。

韧性指标体现了材料的吸能能力，即材料在受力过程中能够吸收的能量。

根据实验结果和上述性能指标，我们可以评估材料在塑性变形过程中的力学性质，并与实际应用需要进行比较。

这些评估结果对于工程材料的选用、设计和制造具有重要的指导意义。

结论：通过塑性仿真分析实验，我们研究了材料在塑性变形过程中的力学行为，并评估了其力学性质。

通过分析实验结果，我们得到了材料的应力-应变曲线、位移-时间曲线等数据，并计算了屈服强度、极限强度和韧性指标等性能指标。

弹塑性弹塑性分析方法在结构抗震分析中的应用
弹塑性分析方法是基于结构的材料和几何非线性性质进行建模和分析的。

通过将结构划分为弹性区域和塑性区域，可以更好地模拟结构在地震
荷载下的行为。

在分析中，通常假设结构的主要构件为弹性，而柱子、墙
体等容易发生塑性变形的构件为塑性。

通过这种划分，可以更准确地计算
结构的变形、应力和内力。

在进行弹塑性分析时，需要首先确定结构的塑性铰点。

塑性铰点是结
构中容易发生塑性变形的位置，通常位于柱子、墙体等受力较大的构件的
连接处。

通过在这些位置设定塑性铰点，可以更准确地模拟结构的塑性变形。

在分析过程中，需要使用弹塑性弹塑性分析方法，根据地震荷载的特
点进行模拟。

地震荷载是具有瞬时性和可破坏性的荷载，结构的响应通常
呈现出非线性和瞬时峰值现象。

弹塑性分析方法可以更准确地模拟地震荷
载作用下结构的非线性行为，并预测结构的瞬时峰值响应。

在进行弹塑性分析时，还需要考虑结构的能量耗散和恢复能力。

地震
作用下，结构的能量会被耗散，而恢复能力不足的结构容易发生破坏。

弹
塑性分析方法可以通过考虑结构的材料和几何非线性性质，更准确地估计
结构的能量耗散和恢复能力，从而提高结构的抗震能力。

弹塑性分析方法在结构抗震分析中的应用具有重要意义。

它可以更准
确地预测结构的变形、应力和内力，为结构的设计和改进提供准确的依据。

通过弹塑性分析方法，可以更好地评估结构的抗震能力和安全性，为地震
区的建筑物提供更稳固和可靠的保障。

§2.1 隧道围岩重分布应力的计算隧道开挖前，岩体中每个质点均受到天然应力的作用而处于相对平衡状态；隧洞开挖后，洞壁岩体因失去了原有岩体的支撑，破坏了原有的平衡状态，从而产生向洞内空间的膨胀变形，其结果又改变了相邻质点的相对平衡关系，引起应力、应变和能量的重新调整，达到新的平衡关系，形成新的应力状态。

重分布应力对于那些坚硬致密的块状岩体，当天然应力大约等于或小于其单轴抗压强度的一般时，隧道开挖后的围岩将呈弹性变形状态。

这类围岩可近似视为各向同性、连续、均质的线弹性体，其围岩应力重分布可用弹性力学的基本理论来分析，隧洞半径相对于洞长很小时，可按平面应变问题考虑，围岩重分布应力可用柯西（Kirsh ）课题求解。

图R 0（，则点的各应力分量，即径向应力、环向应力和剪应力间的关系，根据弹性理论可表示为：000R R R ⎪⎪⎪⎬⎪⎪=⎪⎭（2-222220022200ln 1cos 22222pR R r r r R R r φθ⎡⎤=-----⎢⎥⎢⎥⎣⎦（2-4） 代入可得各应力分量：2400244200423(1)(1)cos 2232(122r R R r r R R r pr p θθσθτθ⎪⎡⎤⎪=+-+⎢⎥⎬⎢⎥⎪⎣⎦⎪⎪=--+⎪⎭（2-5） 式中，x σ,θσ,r θτ分别为M 点的径向应力、环向应力和剪应力，以压应力为正，拉应力为负;θ为M 点的极角，自水平轴(x 轴)起始，反时针方向为正；r 为径向半径。

式来。

若水平和（2-5）0024420042(1)(12232(122v vr r r R R r r θθσθτθσ=+++⎢⎥⎬⎢⎥⎪⎣⎦⎪⎪=-+⎪⎭（2-8） 水平应力h σ产生的重分布应力，可由式（2-5）直接求得：2400244200423(1)(12232(1)sin 22v r vR R r r R R r r θθλσσσθλτθ⎪⎡⎤⎪=+-+⎢⎥⎬⎢⎥⎪⎣⎦⎪⎪=--+⎪⎭（2-9） 将以上两式联立求和，即可得到隧道弹性围岩重分布的弹性计算方程：2420002423411(1)(1)cos 222r v R R R r r r λλσθσ⎫⎡⎤+-=--+-⎪⎢⎥⎢⎥⎪时，大， 如图(r d σσ+作用在单元体上的全部力在径向应力在半径r 上的投影为零，则单元体上径向应力的平衡方程为：()()2sin(02r r r d rd d r dr d dr θθθθσσσσ-+++=（2-11）当d θ很小时，sin(22d d θθ≈。

弹塑性分析的概要和执行
(1)概要
应力在它的值达到材料的屈服点以前，与载荷存在比例关系，载荷除去的话就回到原来的形状(初应力状态)。

这期间称为处在线弹性应力状态。

构件变形继续进行，应力一过屈服点，就成为塑性状态，即使除去载荷它的形状也不能完全回到原来的样子。

请考虑一下弯曲一根铁丝的情况。

如果很少的变形的话它可以回到原来的形状，而用力弯曲的话，在弯曲了的部分附近变成塑性状态，由此时的形状不能恢复到原来的样子。

有关拉伸试验的材料的行为，显示在图 1 中。

[图 1 拉伸试验和应力一应变关系]
与线性应力分析是在弹性范围内的分析相对，弹塑性分析则是超过材料的弹性范围的领域内的现象的分析。

弹塑性分析对分析棒和板的塑性变形，塑料成型和锻造，试验棒的拉断等等的场合是必要的。

一般进行机械结构设计时，应力设计在弹性范围内。

受到载荷的状态，应力是不是落在弹性范围内的验证，可用弹性应力分析。

但是，象求机械结构的载荷承受值那样，作考虑塑性分析的情况，就必须要用非线性有关的弹塑性分析。

(2)执行
作为输入数据所必需的项目，对于材料的物理特性必须输入应力一应变关系(也可用剪切刚度)，硬化准则，屈服条件和屈服点。

在非线性分析中，不是一下子就加上达到目的所在的全部载荷，为了使载荷慢慢地增加，必须输入载荷的增量值(也称为时间增量)。

另外在加多个载荷时，要设置加这些载荷的顺序。

和线性的应力分析相同，可使应力、位移、应变输出，在塑性区域内屈服应力则成最大应力。

作为评价的项目，有载荷和位移的关系(P-δ关系)、载荷和应变的关系、屈服区域的扩展、变形、应变的进展等等。

目录什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)工程应力、应变与真实应力、应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准则 (2)流动准则 (3)强化准则 (3)塑性选项 (5)怎样使用塑性 (6)ANSYS输入 (7)输出量 (7)程序使用中的一些基本原则 (8)加强收敛性的方法 (8)查看结果 (9)塑性分析实例（GUI方法） (9)塑性分析实例（命令流方法） (14)弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:∙什么是塑性∙塑性理论简介∙ANSYS程序中所用的性选项∙怎样使用塑性∙塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。

另外,大多数材料在其应力低于屈服点时，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。

由于屈服点和比例极限相差很小，因此在ANSYS程序中，假定它们相同。

在应力一应变的曲线中，低于屈服点的叫作弹性部分，超过屈服点的叫作塑性部分，也叫作应变强化部分。

塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。

路径相关性：即然塑性是不可恢复的，那么这种问题的就与加载历史有关，这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。

路径相关性是指对一种给定的边界条件，可能有多个正确的解—内部的应力，应变分布—存在，为了得到真正正确的结果，我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。

率相关性：塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数，如果塑性应变的大小与时间有关，这种塑性叫作率无关性塑性，相反，与应变率有关的性叫作率相关的塑性。

大多的材料都有某种程度上的率相关性，但在大多数静力分析所经历的应变率范围，两者的应力－应变曲线差别不大，所以在一般的分析中，我们变为是与率无关的。

工程应力，应变与真实的应力、应变：塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。

某建筑结构的弹塑性分析与设计研究弹塑性分析与设计是建筑结构工程中的重要研究方向之一、在该研究领域中，主要关注建筑结构在作用力下的弹性行为以及超过弹性极限后的塑性行为。

弹塑性分析与设计的研究内容涉及以下几个方面：1.弹性分析：弹性分析是建筑结构设计的基础，它研究建筑结构在作用力下的弹性变形。

通过弹性分析，可以计算出结构的应力、应变和变形等参数，为结构设计提供基础数据。

2.塑性分析：塑性分析是建筑结构设计中的一个重要环节，它研究超过结构弹性限度后的塑性变形行为。

塑性分析可以揭示结构在超过弹性限度后可能出现的破坏机理，并为结构的抗震性能提供参考依据。

3.塑性设计：塑性设计是建筑结构设计的重要组成部分，它以满足结构性能要求和安全性要求为目标，通过选择适当的材料和截面尺寸，合理布置构件等方式，来满足结构在强震等作用力下的安全稳定性。

4.弹塑性分析与设计方法：弹塑性分析与设计方法是弹塑性研究的核心内容之一、通过选用适当的数学模型、理论基础和计算方法，可以对不同结构在不同工况和作用力下的弹塑性行为进行合理可靠的分析和设计。

在实际应用中，弹塑性分析与设计方法主要用于以下几个方面：1.结构抗震设计：弹塑性分析与设计方法可以用于建筑结构的抗震设计。

通过对结构在强震作用下的弹塑性行为进行合理分析，可以评估结构的抗震性能，并根据需求调整结构的设计参数。

2.结构优化设计：弹塑性分析与设计方法可以用于建筑结构的优化设计。

通过对结构不同设计方案的弹塑性行为进行比较分析，可以找到最优设计方案，使结构在满足性能要求的前提下具有较高的经济性和施工性。

3.结构破坏模式与维修设计：弹塑性分析与设计方法可以用于建筑结构的破坏模式分析和维修设计。

通过对结构在超过弹性限度后的塑性行为进行分析，可以预测结构可能出现的破坏模式，并采取相应的维修措施，延长结构的使用寿命。

4.结构可靠性评估：弹塑性分析与设计方法可以用于建筑结构的可靠性评估。

通过对结构在不同工况和作用力下的弹塑性行为进行多次模拟分析，可以评估结构的可靠性水平，并进一步指导结构的设计和维护。