塑性 — CAE用语解释

十有八九是这样。塑性是应力超过屈服应力时发生的不可逆变形。弹性分析的话一次就能解出，但塑性区域内应力-应变关系变为非线性，所以必须逐步增加载荷并进行迭代计算。这就是为什么耗时。

金属板材冲压成形、汽车碰撞安全设计、螺栓连接残余应力、压力容器耐压试验。简单说就是"材料有可能超过屈服点"的情况都需要塑性分析。在安全系数评估中，仅用弹性分析无法了解屈服后的行为，很多情况下是不充分的。

从有6个分量的应力张量计算出"相当应力"这样一个标量值，当它超过屈服应力σ_Y时就判定开始塑性变形。这个条件对延性金属非常适用。对于脆性材料或土壤则使用Drucker-Prager或Mohr-Coulomb等其他条件。

如果载荷只在一个方向，各向同性硬化就足够了。但如果有循环载荷问题，比如疲劳分析，就必须用移动硬化或Chaboche混合硬化模型。各向同性硬化无法再现Bauschinger效应，会过大评估压缩侧的屈服应力。

首先减小载荷增量。如果塑性区域突然扩大，Newton-Raphson迭代容易不收敛。其次检查网格质量。歪斜的单元在塑性计算中易发散。实在不行的话，就怀疑接触条件或边界条件是否有矛盾。这是惯例了。

必须从名义应力-名义应变转换为真应力-真塑性应变后再输入。颈缩前可以用σ_true = σ_nom(1+ε_nom)转换，但颈缩后涉及局部变形，简单转换就不准确了。材料数据的质量直接影响分析结果，这里不能马虎。