文档介绍：塑性理论及有限元?弹性(elasticity) :卸载后变形可以恢复特性, 可逆性?塑性(plasticity) :物体产生永久变形的能力, 不可逆性?屈服(yielding) :开始产生塑性变形的临界状态?损伤(damage) :材料内部缺陷产生及发展的过程?断裂(fracture) :宏观裂纹产生、扩展到变形体破断的过程塑性有关基本概念金属变形变形过程弹性变形-塑性变形-断裂 Smith W F. Foundations of Materials Science and Engineering. ???变形过程与特点以单向拉伸为例说明塑性变形过程与特点,如图 2-1 所示。金属变形分为弹性、均匀塑性变形、破裂三个阶段。时, 。 s?????E?当以后,变形视作塑性阶段。是非线性关系。当应力达到之后,变形转为不均匀塑性变形,呈不稳定状态。经短暂的不稳定变形,试样以断裂告终。 s?????? b?若在均匀塑性变形阶段出现卸载现象,一部分变形得以恢复,另一部分则成为永久变形。卸载阶段呈线性关系。这说明了塑性变形时,弹性变形依然存在。弹塑性共存与加载卸载过程不同的关系是塑性变形的两个基本特征。??????由于加载、卸载规律不同,导致关系不唯一。只有知道变形历史,才能得到一一对应的关系,即塑性变形与变形历史或路径有关。这是第 3个重要特征。事实上, 以后的点都可以看成是重新加载时的屈服点。以 g点为例,若卸载则关系为弹性。卸载后再加载,只要点, 关系仍为弹性。一旦超过 g 点, 呈非线性关系, 即g 点也是弹塑性变形的交界点,视作继续屈服点。一般有,这一现象为硬化或强化,是塑性变形的第 4个显著特点。?????? s???????????? g???在简单压缩下,忽略摩擦影响,得到的压缩与拉伸基本相同。但是若将拉伸屈服后的试样经卸载并反向加载至屈服,反向屈服一般低于初始屈服。同理,先压后拉也有类似现象。这种正向变形强化导致后继反向变形软化的现象称作 Bauschinger 效应。这是金属微观组织变化所致。一般塑性理论分析不考虑 Bauschinger 效应。 Bridgman 等人在不同的静水压力容器中做单向拉伸试验。结果表明:静水压力只引起物体的体积弹性变形,在静水压力不很大的情况下(与屈服极限同数量级)所得拉伸曲线与简单拉伸几乎一致, 说明静水压力对塑性变形的影响可以忽略。???塑性力学基本假设?材料为均匀连续,且各向同性; ?体积变化为弹性的,塑性变形时体积不变; ?静水压力不影响塑性变形,只引起体积弹性变化; ?不考虑时间因素,认为变形为准静态; ?不考虑 Bauschinger 效应。金属的塑性试件在弹性极限范围内的变形将完全恢复到原来的形状。?? e? eP 试件变形达到其弹性极限后,如果继续加载, 将发生不可恢复的变形,称为塑性变形。?? e? eP P ???金属的塑性 eP P ?对超过弹性极限载荷的金属金属试件卸载, 卸载曲线近似于弹性曲线。???? e?金属的塑性 eP P ?试件完全卸载后,残留部分不可恢复的变形ε P,即塑性变形。???? e? p?塑性变形金属的塑性