第四章弹塑性有限元法基本理论与模拟方法优秀课件
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材料非线性问题有限元方法教学要求和内容1.掌握弹塑性本构关系和塑性力学的基本法则;2. 掌握弹塑性增量分析的有限元格式;3. 学习常用非线性方程组的求解方法:(1)直接迭代法;(2) Newton-Raphson 方法,修正的N-R 方法;(3)增量法等。
请大家预习,争取对相关内容有大概的了解和把握。
弹塑性增量有限元分析一.材料弹塑性行为的描述弹塑性材料进入塑性的特点:存在不可恢复的塑性变形; 卸载时:非线性弹性材料按原路径卸载;弹塑性材料按不同的路径卸载,并且有残余应变,称为塑性应变。
1.单向加载1) 弹性阶段: 卸载时不留下残余变形; 2) 初始屈服:s σσ=3) 强化阶段:超过初始屈服之后,按弹性规律卸载,再加载弹性范围扩大:ss σσ'>,s σ'为相继屈服应力。
4) 鲍氏现象(Bauschinger ):二.塑性力学的基本法则1.初始屈服准则: 00(,)0ij F k σ= 已经建立了多种屈服准则:(1) V . Mises 准则:000(,)()0ij ij F k f k σσ=-= (2) Tresca 准则(最大剪应力准则): 2.流动法则V . Mises 流动法则:0(,)()ij ij pijijij F k f d d d σσελλσσ∂∂==∂∂, 0d λ> 待定有限量塑性应变增量 p ijd ε 沿屈服面当前应力点的法线方向增加。
因此,称为法向流动法则。
3.硬化法则:(1)各向同性硬化:(,)()0ij ij F k f k σσ=-=21(),3p ps k σεε==⎰ 等效塑性应变,可由单拉试验确定。
(2)运动硬化法则:* Prager 运动硬化准则;Zeigler 修正的运动硬化准则。
(3)混合硬化法则: 4.加载卸载准则:(1)若(,)0ij F k σ=,且()0ij ij ij f σσσ∂>∂,则继续塑性加载(2)若(,)0ij F k σ=,且()0ij ij ij f σσσ∂<∂,则按弹性卸载(3)若(,)0ij F k σ=,且()ij ij ijf σσσ∂=∂,1)对理想塑性材料,则继续塑性流动;2)对硬化材料,则继续塑性加载,但塑性应变增量为零。