ABAQUS弹塑性分析基础教程：掌握核心方法

在ABAQUS中进行弹塑性分析时，最主要的操作是按照下面介绍的方法来定义塑性材 料数据(即应力应变关系"如果模型的位移较大.则应设定几何非线性参数Nlgeom,相应的关键词为*STEP, NLGEOM =Yes。

☆ ABAQUS/CAE操作：Step模块,主菜单Step-»Create,在Edit Step对话框中把 Nlgeom设为 On。

☆提示：弹塑性分析中并不一定总要考虑几何非线性, “几何非线性”的含义是位移的大小对结构的响应发生影响，例如大位移、大转动，初始应力、几何刚性化和突然翻转等。

在ABAQUS中定义塑性材料数据的方法是：按照下面的式(6-2)-式(6-4)，将单向拉伸或压缩试验得到的名义应力和名义应变s一数据换算为其实应力和塑性应变。

单向拉伸/压缩试验中得到的数据通常是以名义应变和名义应力表示的，其计算公式为

然后在ABAQUS/CAE或INP文件中给出一系列由真实应力和塑性应变所构成的数据点，ABAQUS将自动在各数据点之间进行线性插值。在ABAQUS中定义塑性材料的关键词 为

*MATERIAL, NAME =〈材料名称 ＞

.......

* PLASTIC

〈屈服点处的真实应力〉.0

＜真实成力〉，＜塑性应变〉

☆提示：关键词*PLASTIC 下面各个数据行中的第二项数据必须为0，其含义为：在屈服点处的塑性应变为0，如果此处的值不为0，在运行时会出现以下错误信息：

••• ERROR： THE PLASTIC STRAIN AT FIRST YIELD MUST BE ZERO”。

☆ ABAQUS/CAE 操作：Property 模块，主菜单 Material—Create，选择 Edit Material 对话框中的Mechanical-Piastfcity-.Plastic (金属材料的典型塑性理论)。然后将真实应力和塑性应变輸入数据表中。

例如，下面的语句定义了图6-2所示的塑性材料数据（由钢的单向压缩试验而得到）

*Material, name = Material-1

*Elastic

21000, 0.3

*Plastic

418, 0

500. 0.01581

605. 0.02983

695. 0. 056

780, 0.095

829. 0.15

882. 0.25

908, 0.35

921, 0.45

932, 0.55

955, 0.65

988, 0.5

1040. 0.85

☆提示：关键词*PLASTIC下面各个数据行中的塑性应变必须按照递增的顺序排列，否则在运行时会出现以下错误信息：

ERROR： THE INDEPENDENT VARIABLES MUST BE ARRANGED IN ASCENDING ORDER"

☆提示：上例中的最大塑性应变为0.85，相应的真实应力为1040MPa,其含义为：材料的应力达到1040MP后，材料变为理想塑性（图6-2中的虚线部分）.即材料会持续变形，直到应力降至小于或等于1040MPa，换言之，在理想塑性状态下,应力和应变值不是一一对应的。而这有可能会造成收敛问题。因此，在设定关键词*PLASTIC的塑性数据时，应尽可能让其中最大的真实应力和塑性应变大于模型中可能出现的应力应变值。

☆提示：塑性应变较小时，由单向拉伸试验和单向压缩试验所得到的真实应力-真实应变关系曲线是基本一致的。当塑性应变很大时，单向拉伸试睑中的试样会出现缩颈.而単向压缩试验中摩擦力的影响变大，试样会出现鼓形，因此这两种试验的结果在塑性应变很大时都是不精确的.用户应该仔细考察大变形分析结果的准确性。

在同一个模型中可以混合使用弹塑性材料和线弹性材料。为缩短计算时间，可以只将所关心的重要部位设置为弹塑性材料，而将不重要的部位设置为线弹性材料，前提是这样的设置不会影响对重要部位的分析精度。

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