弹塑性力学最全课件.pptx

弹塑性力学最全课件
1
第一页，共43页


-应变简化模型
2

第二页，共43页

3
5. 塑性理论基础
一、基本试验
拉伸试验和静水压力试验是塑性力学中的两个基本试验，塑性应力应变关系的建立是以这些实验资料为基础。
（a）有明显屈服流动阶段
如:低碳钢,铸铁,合金钢等
如:中碳钢,高强度合金钢,有色金属等
（b）无明显屈服流动阶段
1)拉伸试验
第三页，共43页

4
一、基本试验
拉伸试验和静水压力试验是塑性力学中的两个基本试验，塑性应力应变关系的建立是以这些实验资料为基础。
材料在塑性阶段的一个重要特点：在加载和卸载的过程中应力和应变服从不同的规律：
加载
卸载
简单拉伸试验的塑性阶段：
在第二次加载过程中，弹性系数仍保持不变，但弹性极限即屈服极限有升高现象，其升高程度与塑性变形的程度有关，这种现象称为材料的应变强化(或加工硬化)，简称硬化。
5. 塑性理论基础
第四页，共43页

5
一、基本试验
拉伸试验和静水压力试验是塑性力学中的两个基本试验，塑性应力应变关系的建立是以这些实验资料为基础。
拉伸与压缩曲线的差异（一般金属材料）
应变<10%时，基本一致；
应变10%时，较大差异。
一般金属的拉伸与压缩曲线比较
用简单拉伸试验代替简单压缩试验进行塑性分析是偏于安全的。
5. 塑性理论基础
第五页，共43页

6
一、基本试验
拉伸试验和静水压力试验是塑性力学中的两个基本试验，塑性应力应变关系的建立是以这些实验资料为基础。
一般金属的拉伸与压缩曲线比较
由拉伸(压缩)荷载引起的塑性变形导致压缩(拉伸)屈服应力降低的现象，称为Bauschinger效应。
塑性变形是一种各向异性的过程
5. 塑性理论基础
第六页，共43页

7
一、基本试验
拉伸试验和静水压力试验是塑性力学中的两个基本试验，塑性应力应变关系的建立是以这些实验资料为基础。
一般金属的拉伸与压缩曲线比较
塑性变形的特点：
(2)、由于应力—应变关系的非线性，应力与应变间不存在单值对应关系，同一个应力可对应不同的应变，反过来也是如此。这种非单值性是一种路径相关性，即需要考虑加载历史。
(1)、由于塑性应变不可恢复，所以外力所作的塑性功具有不可逆性，或称为耗散性。在一个加载卸载的循环中外力作功恒大于零，这一部分能量被材料的塑性变形损耗掉了。
(3)、当受力固体产生塑性变形时，将同时存在有产生弹性变形的弹性区域和产生塑性变形的塑性区域，并且随着载荷的变化，两区域的分界面也会产生变化。
5. 塑性理论基础
第七页，共43页

8
一、基本试验
拉伸试验和静水压力试验是塑性力学中的两个基本试验，塑性应力应变关系的建立是以这些实验资料为基础。
2)静水压力试验
体积应变与压力的关系 (bridgman实验公式)
铜
铝
铅
a
-7
-7
-7
b
-12
-12
-12
铜：当p＝1000MPa时，ap＝×10-4，而bp2＝×10-6。说明第二项远小于第一项，可以略去不计。因此根据上述试验结果，在塑性理论中常认为体积变形是弹性的。
因而对钢、铜等金属材料，可以认为塑性变形不受静水压力的影响。但对于铸铁、岩石、土壤等材料，静水压力对屈服应力和塑性变形的大小都有明显的影响，不能忽略。
5. 塑性理论基础
第八页，共43页

9
二、屈服与屈服准则
材料产生塑性变形的这一现象称为屈服
P点对应的应力为比例极限
Q点对应的应力为弹性极限或初始屈服应力
单轴应力条件下的初始屈服条件(准则)
加卸载准则
5. 塑性理论基础
第九页，共43页

10
在一般应力状态下，存在着无限多个应力组合，不可能单纯地依靠实验确定初始屈服准则。因此，必须从理论上建立初始屈服准则的一般形式，即屈服时应力分量应满足的方程。
在任一可能应力组合下定义初始弹性极限的准则，称为初始屈服准则，可写为：
式中， 为屈服函数， 为材料常数。
二、屈服与屈服准则
材料产生塑性变形的这一现象称为屈服
5. 塑性理论基础
第十页，共43页