弹塑性 — CAE用语解说

对金属施加力时，最初会按荷载大小比例变形，卸载后会完全恢复——这是弹性域。但当超过降伏应力时，就会产生永久变形（塑性变形）。弹塑性是指这一系列"弹性→降伏→塑性变形"行为的材料特性总称。

是的，只要不超过降伏范围，两种解析的结果相同，所以弹性解析就够了。但实际设计中，应力集中部位经常会局部降伏，另外冲压成形这样的工艺也会有意进行塑性变形。这些情况下弹塑性解析就成为必需的了。

它是非线性解析，需要用Newton-Raphson法进行迭代计算。弹性解析只需一次联立方程求解就完成，而弹塑性解析要逐步增加荷载进行数十甚至数百步的迭代计算。计算时间往往会增加10倍以上。

需要将拉伸试验得到的名义应力-名义应变曲线转换成真应力-真应变后输入。特别是缩颈开始的大应变区域的数据很关键，如果这部分不准确，成形仿真的精度就会大幅下降。汽车冲压成形中，材料试验数据的质量往往决定了解析的成败。

塑性力学的基础是必须的。降伏条件、流动法则、硬化律这三点要理解透彻，这样在进行弹塑性解析设定时就不会迷茫。

拉伸试验的再现是学习弹塑性解析的绝佳入门。对比FEM的荷载-位移曲线和实验数据，可以检验材料模型的输入是否正确。就从这里开始吧。