应力松弛与蠕变松弛
应力松弛与蠕变松弛的理论基础
什么是应力松弛
老师，应力松弛和蠕变有什么区别？
总结
松弛与位移控制的深层关系
蠕变和松弛不过是同一材料现象的“应力控制版”和“位移控制版”。恒定位移下应力降低的“应力松弛”，例如在螺栓连接体中会成为问题。JIS B 1083的紧固设计指南中，推荐在200℃以上使用钢螺栓时，使用Norton定律的松弛计算来评估10年后的轴力残留率，也有案例规定当初期轴力低于80%时必须重新紧固。
数值解法与实现
FEM设置
Abaqus: VISCOELASTIC, TIME=PRONY + VISCO步骤。用Prony级数定义松弛。
总结
与Prony级数的联动
在蠕变松弛分析中，常用Prony级数（Maxwell单元的并联组合）来表现长期行为。时间步长选择左右精度，DIN EN 1992-1-1（欧洲规范2）的混凝土蠕变系数φ在对数时间轴上以5~7个步长覆盖1~50年。在Abaqus中，可以直接向“*VISCOELASTIC, TIME=PRONY”输入数据，或使用Time-Temperature Superposition工具进行自动拟合。
应力松弛与蠕变松弛应力松弛与蠕变松弛实践指南
实务检查清单
螺栓连接体的松弛：核能管道的实务
蠕变松弛是核电站螺栓连接设计中的严重问题。GE BWR管道法兰部位已确认316L不锈钢螺栓在300℃环境下运行10年后损失了初始紧固力的35%，ASME Section III规范明确规定了考虑蠕变松弛的疲劳评估程序。这是ANSYS的CREEP模块可以再现的机制。
应力松弛与蠕变松弛软件与求解器比较
工具
所有求解器都支持Prony级数。Abaqus的*VISCOELASTIC最为灵活。
各公司的蠕变法则实现：从Norton法则到Dorn法则
蠕变法则的实现因求解器而异。MSC Nastran标准实现了time-hardening形式的Norton-Bailey法则，ABAQUS也可选择strain-hardening。ANSYS通过Implicit Creep Equations支持6种蠕变法则。在蒸汽轮机高压叶片设计中，有比较案例显示即使使用相同材料常数，因求解器选择不同，1,000小时后的蠕变应变也会相差20%。
尖端技术
尖端
蠕变研究的先驱：燃气轮机叶片的高温变形
金属蠕变的工程学研究在1950年代罗尔斯·罗伊斯 Avon 涡轮喷气发动机开发中正式展开。为了解释涡轮入口温度1,050℃下IN-100镍合金叶片运行1,000小时后伸长0.3mm的现象，Norton-Bailey式蠕变法则根据实测值进行了优化匹配。现在作为ABAQUS的CREEP材料选项被继承下来。
应力松弛与蠕变松弛常见问题与调试
故障
蠕变分析的收敛困难：时间增量控制的实务
蠕变·应力松弛分析收敛失败的主要原因是时间增量设置错误。ABAQUS/Standard中`CETOL`（蠕变应变误差容限）的默认值0.005较粗糙，在高温下的快速蠕变区域会频繁发生增量回退。实务中推荐采用两阶段设置：仅在一次蠕变区域收紧`CETOL=0.0001`，在二次蠕变区域使用较大的增量。