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Abaqus默認(rèn)的塑性材料特性應(yīng)用金屬材料的經(jīng)典塑性理論，采用Mises屈服面來定義各向同性屈服。

金屬材料的彈塑性變形行為可以簡述如下（見圖1）：在小應(yīng)變時(shí)，材料性質(zhì)基本為線彈性，彈性模量E為常數(shù)；應(yīng)力超過屈服應(yīng)力（yield stress）后，剛度會(huì)顯著下降，此時(shí)材料的應(yīng)變包括塑性應(yīng)變（plastic strain）和彈性應(yīng)變（elastic strain）兩部分；在卸載后，彈性應(yīng)變消失，而塑性應(yīng)變是不可恢復(fù)的；如果再次加載，材料的屈服應(yīng)力會(huì)提高，即所謂的加工硬化（work hardening）。

需要說明的是：在比例加載時(shí)（即加載過程中主應(yīng)力方向和比值不變），大多數(shù)材料的PEMAG和PEEQ相等。這兩個(gè)量的區(qū)別在于，PEMAG描述的是變形過程中某一時(shí)刻的塑性應(yīng)變，與加載歷史無關(guān)，而PEEQ是整個(gè)變形過程中塑性應(yīng)變的累積結(jié)果。例如，單向拉伸一個(gè)圓柱體，使其發(fā)生塑性應(yīng)變，再通過單向壓縮使其恢復(fù)初始長度，則最終的PEMAG為0，而PEEQ是拉伸和壓縮過程中塑性應(yīng)變的累積。

等效塑性應(yīng)變PEEQ大于0表明材料發(fā)生了屈服。在工程結(jié)構(gòu)中，等效塑性應(yīng)變一般不應(yīng)超過材料的破壞應(yīng)變（failure strain）。對(duì)于金屬成形等大變形問題，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求來確定許可的等效塑性應(yīng)變量。

Abaqus/Standard無法準(zhǔn)確模擬構(gòu)件因塑性變形過大而破壞的過程，此問題應(yīng)使用Abaqus/Explicit來分析，詳見Abaqus 幫助文件《Abaqus Analysis User’s Manual》的第11.6節(jié)“Progressive damage and failure”。

在Abaqus中進(jìn)行彈塑性分析時(shí)，最主要的操作是按照下面介紹的方法來定義塑性材料數(shù)據(jù)（即應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系）。如果模型的位移較大，則應(yīng)將幾何非線性參數(shù)Nlgeom設(shè)置為ON，對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵詞為*STEP, NLGEOM=Yes。

需要注意的是：彈塑性分析中并不一定總要考慮幾何非線性。“幾何非線性”的含義是位移的大小對(duì)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)發(fā)生影響，例如大位移、大轉(zhuǎn)動(dòng)、初始應(yīng)力、幾何剛性化和突然翻轉(zhuǎn)等。

*MATERIAL,  NAME = <材料名稱 >

……

*PLASTIC

<屈服點(diǎn)處的真實(shí)應(yīng)力 >,  0

<真實(shí)應(yīng)力 >,  <塑性應(yīng)變 >

……

需要注意的是：關(guān)鍵詞 *PLASTIC下面第一行中的第二項(xiàng)數(shù)據(jù)必須為0，其含義為：在屈服點(diǎn)處的塑性應(yīng)變?yōu)?。如果此處的值不為0，在運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下錯(cuò)誤信息:“***ERROR: THE PLASTIC STRAIN AT FIRST YIELD MUST BE ZERO”。

例如，下面的語句定義了圖2所示的塑性材料數(shù)據(jù)（鋼材的單軸壓縮試驗(yàn)）：

*Material, name=Material-1

*Elastic

210000., 0.3

*Plastic

418, 0

500, 0.01581

605, 0.02983

695, 0.056

780,    0.095

829,     0.15

882,     0.25

908,     0.35

921,     0.45

932,     0.55

955,     0.65

988,    0.75

1040,    0.85

曹金鳳，青島理工大學(xué)副教授
SIMULIA 冠軍項(xiàng)目成員

曹金鳳于2007年在中國礦業(yè)大學(xué)（北京）獲得博士學(xué)位。她擁有20年以上的Abaqus使用經(jīng)驗(yàn)。她從2007年起在青島理工大學(xué)工作，是機(jī)械和汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域仿真技術(shù)的積極推廣者。

曹金鳳擁有豐富的SIMULIA經(jīng)驗(yàn)，尤其熟稔Abaqus，這是因?yàn)樗龔拇T士研究生學(xué)習(xí)期間就開始使用Abaqus。她出版了有關(guān)Abaqus和Python的六部著作，并擁有一個(gè)粉絲在10000人左右的Mechanis_Abaqus微信公眾號(hào)，每年有3萬多人閱讀她在公眾號(hào)上發(fā)表的SIMULIA文章。她于2009年在青島設(shè)立Abaqus培訓(xùn)中心，致力于向?qū)W生和工程師開展Abaqus/CAE和SIMULIA產(chǎn)品培訓(xùn)，該中心已培訓(xùn)了1000多名學(xué)生。此外，她還錄制了120多個(gè)小時(shí)的教學(xué)視頻，獲得了超過10萬次的點(diǎn)擊量。

在閑暇時(shí)間，曹金鳳喜歡通過仿真秀CAE仿真論壇向他人傳授知識(shí)，解答問題，從而提高自身技能和經(jīng)驗(yàn)水平。