屈服准则

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屈服准则#

屈服准则用于确定导致材料永久变形所需的临界应力

屈服面#

在经典速率无关塑性理论中,屈服面是核心概念,描述材料刚好屈服(发生塑性变形)的所有应力状态的集合。它定义了塑性变形阈值处的多轴应力状态,是‌区分弹性变形与塑性变形的临界边界

  • 当应力状态位于屈服面‌内部‌时,材料仅发生‌弹性变形

  • 当应力状态‌达到或超越‌屈服面时,材料进入‌塑性变形

由于材料的应变硬化,屈服面随着塑性变形的进展而演变

屈服面可以表现为六维应力空间中的超曲面

\[ f(\sigma_{ij},H) = 0, \]

其中,\(\sigma_{ij}\) 是应力张量的分量,\(H\) 是硬化参数,描述材料因塑性变形导致的硬化行为

对于各向同性的材料,塑性变形的开始不依赖于主应力的方向,仅取决于它们的大小,因此屈服面可以通过应力不变量表示

\[ f(I_{1},I_{2},I_{3}) = 0, \]

对于中等压力下的非多孔金属,屈服不会受到静水压力(平均应力)的影响,因此屈服曲面可以表示为偏应力不变量的函数

\[ f(J_{2},J_{3}) = 0, \]