定义应力-应变曲线

通过以下材料模型可以获得应力-应变曲线： 非线性弹性、塑性 - von Mises 和塑性 - Tresca。

要定义应力-应变曲线：

  1. 在材料对话框中用右键单击自定义材料，然后选择新类别。如有必要，重新命名新类别文件夹。
  2. 用右键单击新定义的类别，然后选择新材料。
  3. 在属性选项卡上，执行以下操作：
    1. 将模型类型设定为非线性弹性、塑性 - von Mises 或塑性 - Tresca。
    2. 选择所需的单位 。
    3. 单击创建应力-应变曲线。
      表格与曲线选项卡被激活，而且选择了类型中的应力-应变曲线。
  4. 在表格数据中，执行以下操作：
    1. 选择所需的应力单位。
    2. 在表格中输入应变和应力数据对。对于大型应变公式，输入对数应变数据。
    3. 要打开新的一行，请双击点列中的任何单元格。
    4. 单击文件从一个带有两列数据的 *.dat 文本文件读取数据。
    5. 单击查看查看曲线。
  5. 要将材料保存到材料库，请单击保存。
  6. 单击应用。
  7. 单击关闭。
  • 求解过程中，当应力-应变数据值超过曲线的最后一个数据点时，此软件成线性外推您输入在应力-应变曲线上的最后几个数据点。
  • 对于超弹性 Ogden 和超弹性 Mooney Rivlin 材料模型，您可以根据来自下列类型样本测试的实验数据定义伸展比率（变形长度/未变形长度）与名义应力（力除以初始面积）： 简单张力、平面张力或纯抗剪力以及双轴张力。

应力/应变曲线的输入

根据具体设置，非线性分析可能需要应力/应变曲线的输入。 在这种情况下，应使用正确的应力和应变定义输入曲线。

下表汇总了根据所用的分析选项和材料模型类型可用作应力/应变曲线的输入的应力和应变类型。

分析选项
材料模型 小应变，小位移 小应变，大位移 大应变，大位移
飞线性弹性 真实应力，工程应变 真实应力，工程应变 不适用
弹塑性 von Mises 塑性，Tresca 塑性，Drucker Prager 真实应力，工程应变 真实应力，工程应变 真实应力，对数应变
超弹性： Mooney-Rivlin，Ogden Blatz Ko 工程应力，拉伸率 工程应力，拉伸率 工程应力，拉伸率
超弹性： 真实应力，对数应变 真实应力，对数应变 真实应力，对数应变
粘弹性 真实应力，工程应变 真实应力，工程应变 不适用

分析完成后，应力输出为 Cauchy 应力，这是变形几何体中的真实应力。

应变输出取决于材料模型和小应变或大应变公式的选择。

对于非线性弹性模型： von Mises 塑性、Tresca 塑性、Drucker Prager、超弹性和粘弹性 小应变选项生成工程应变；大应变选项生成对数应变。

真实应力和应变

如果杆因张力而变形严重，则其截面积将发生变化。 传统的应力和应变工程定义不再准确并且将引入新的计量方法，即真实应力和真实应变。 这些量的替代名称为 Cauchy 应力、对数应变和自然应变。

真实应力为 ，其中 a 为最终变形的截面积。

真实应变为 ，其中 l 为最终长度，L 为未变形的初始杆长度。

工程应力和应变

工程应力（或名义应力）为 ，其中 A 为未变形的初始截面积。

工程应变（或名义应变）为 ，其中 Δl 为最终杆变形。
  • 工程应变为小应变计量方法，当您的模型中的应变不再“小”时（大约超过 5%），该方法将无效。 对数应变是一种取决于模型最终长度的非线性应变计量方法，它用于大应变模拟。
  • 对于粘弹性材料模型，应力与应变的定义被替换为驰张函数与时间。
  • 曲线最后一对数据点之后的应力/应变曲线的外插延伸： 对于塑性或非线性弹性材料定义，最后一对数据点将被线性地外插延伸以计算定义的应力/应变曲线外部的数据点对。
  • 当定义应力-应变曲线时，曲线时的第一个点应该是材料的屈服点。 弹性模量、屈服强度等材料属性将取自应力-应变曲线（如果有），而不是取自材料对话框中的材料属性表。 只有泊松比 (NUXY) 将取自此表。