塑性

塑性#

关键字：

  • *PLASTIC

参考示例：

应紧接着 *ELASTIC 使用

硬化模型#

*PLASTIC 关键字用于定义材料的塑性行为，它描述了材料在弹性阶段后的屈服和硬化特性，是金属等可塑性材料分析的核心，有五类硬化模型可选

  • ISOTROPIC：默认选项，各向同性硬化模型，屈服面随塑性应变均匀扩展，常用于大多数金属

  • KINEMATIC：屈服面整体平移，适用于循环加载等情况

  • COMBINED：结合上述两种机制：屈服面扩展 + 屈服面平移

  • USER：通过用户子程序自定义硬化曲线

  • JOHNSON COOK：Johnson-Cook本构模型，常用于高速冲击、热-力耦合等复杂场景

如果弹性数据是各向同性的，则当 STEP 卡片上的 NLGEOM 参数被启用时，采用文献

Simo, J.C., A framework for finite strain elastoplasticity based on maximum plastic dissipation and the multiplicative decomposition: Part I. Continuum formulation. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 66, 199-219 (1988).

Simo, J.C., A framework for finite strain elastoplasticity based on maximum plastic dissipation and the multiplicative decomposition: Part II: computational aspects. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 68, 1-31 (1988).

的方法处理大应变粘塑性理论，否则使用线性理论。如果弹性数据是正交各向异性的，则采用无穷小应变模型，因此硬化最多只能是线性的。 此外，如果硬化曲线的温度数据点与 *ELASTIC 卡片的温度数据点不一致，则会在后者的点上进行插值。因此，对于弹性正交各向异性材料，建议在与弹性数据相同的温度下定义硬化曲线

ISOTROPIC-KINEMATIC-COMBINED#

对于 ISOTROPIC，KINEMATIC 和 COMBINED 的情形，通过一组或多组

Von Mises 应力 — 等效塑性应变 — 温度

值来定义硬化曲线，例如

*PLASTIC, HARDENING=ISOTROPIC
800.  ,0.    ,273.
900.  ,0.05  ,273.
1000. ,0.15  ,273.
700.  ,0.    ,873.
750.  ,0.04  ,873.
800.  ,0.13  ,873.

定义了两条应力应变曲线，一条对应温度 \(T=273\)，一条对应温度 \(T=873\)，曲线的第一个点表示初始屈服，即等效塑性应变为零时的 Von Mises 应力

对于 HARDENING=COMBINED 的各向同性硬化曲线定义，需使用 *CYCLIC HARDENING 关键字

*PLASTIC,HARDENING=COMBINED // 总体硬化曲线（含运动 + 各向同性）
800.,0.
1600.,.1
*CYCLIC HARDENING           // 各向同性硬化曲线
800.,0.
1600.,.1

USER#

用户自定义硬化曲线应在用户子程序 uhardening.f 中进行定义

JOHNSON COOK#

对于 Johnson-Cook（JC）硬化，材料必须是各向同性的，且需使用 *RATE DEPENDENT 来定义硬化曲线的应变率依赖性。JC 硬化包含六个输入常数，温度依赖性已经包含在模型方程中，

  • \(A\)

  • \(B\)

  • \(n(>0)\)

  • \(m(>0)\)

  • \(T_{m}\)：熔化温度

  • \(T_{0}\)：转变温度

*PLASTIC,HARDENING=JOHNSON COOK
1, 1, 1, 1, 1， 1

*RATE DEPENDENT, TYPE=JOHNSON COOK
应变率敏感性系数, 参考应变率(>0)

可以通过将转变温度设置为熔化温度以使温度依赖性失效

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