粘塑性 — CAE用语解说

是的。随时间和温度变化而产生塑性变形的材料行为称为粘塑性。典型例子是在高温下使用的金属。燃气轮机叶片和锅炉管道在数百℃以上的高温环境中长期使用时，会表现出弹塑性无法描述的蠕变变形与应变速率相关塑性相结合的行为。

蠕变是在恒定荷载下随时间缓慢进行的变形现象，可作为粘塑性模型的一部分处理。粘塑性是一个更广泛的概念，包括应变速率相关性，即当应变速率变化时，屈服应力也会发生变化。例如，铝的冲击试验中，高速变形时会出现屈服应力增大的速率硬化现象，这也是粘塑性的一种。

Chaboche模型和Perzyna模型等很有名。Chaboche模型结合了等向硬化和运动硬化，可以同时处理循环塑性和蠕变，因此在热疲劳分析中广泛应用。NASA和燃气轮机制造商有时会公开材料常数。

在发动机的启动和停止循环中，部件会重复加热和冷却，导致热膨胀差引起的应变逐步累积，最终会产生疲劳裂纹。要预测这种情况，需要精确建模蠕变和塑性相互作用的粘塑性模型。焊接点的寿命预测也使用了相同的思想。

是的。印制电路板上的焊点会在热循环中反复变形，最终剥离。Ansys和Abaqus的Anand粘塑性模型应用于焊接点的分析已经成为电子封装寿命预测的行业标准。