5182铝合金已知各温度下真实应力应变曲线,求其塑性应变。答案请尽可能详尽
其中屈服强度,一般取为0.2%应变时的应力,如图,不同曲线的屈服强度不同。
εp=ε-σ/E,其中E对于每条曲线都不同,即为屈服强度时曲线的斜率。
以曲线4为例,即为黄线的斜率。而4上一点,这点斜线是平行于黄线的,其弹性应变为绿线标识长度,塑性应变为蓝线标识长度,计算就是上面这个公式。
伸长率是总应变,即用真实应变乘长度就行了,不用区分弹性和塑性。
必须在时间后处理中实现,选择一个节点的应力为变量1,然后选择该点应变为变量2,画这两个变量的曲线就OK啦。
聚合物材料聚合物材料聚合物材料具有粘弹性,当应力被移除后,一部分功被用于摩擦效应而被转化成热能,这一过程可用应力应变曲线表示,曲线的横坐标是应变,纵坐标是外加的应力。曲线的形状反应材料在外力作用下发生的脆性、塑性、屈服、断裂等各种形变过程。这种应力-应变曲线通常称为工程应力-应变曲线,它与载荷-变形曲线相似,只是坐标不同。
工程上常规定当残余变形达到0.2%时的应力值,作为“条件屈服极限”,以σ0.2表示。
材料屈服极限是使试样产生给定的永久变形时所需要的应力,金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时,虽然应力不再增加,但是试样仍发生明显的塑性变形,这种现象称为屈服,即材料承受外力到一定程度时,其变形不再与外力成正比而产生明显的塑性变形,产生屈服时的应力称为屈服极限。
材料受外力到一定限度时,即使不增加负荷它仍继续发生明显的塑性变形。这种现象叫“屈服”。发生屈服现象时的应力,称屈服点,或屈服极限,用σs表示。
扩展资料
建设工程上常用的屈服标准有三种:
1、比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力,国际上常采用σp表示,超过σp时即认为材料开始屈服。
2、弹性极限试样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以ReL表示。应力超过ReL时即认为材料开始屈服。
3、屈服强度 以规定发生一定的残留变形为标准,如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度,符号为Rp0.2。
参考资料来源:百度百科-屈服极限
参考资料来源:百度百科-屈服强度
的强化效果不明显,铝合金的属于应变强化材料。有些材料属于脆性材料,当拉伸超过屈服点后很快就断裂,比如陶瓷和部分钢铁。
目前常用金属泡沫材料主要为泡沫铝,国内的主流商业制备方法为发泡法,即在铝或铝合金基体中增加发泡剂,通过控制压力来完成发泡。本文即以泡沫铝为例进行讨论。
泡沫铝的力学性能受基体材料力学性能和细观拓扑结构两方面的影响,因此不同厂家生产的泡沫铝即使相对密度相近,力学性能也各不相同。可以通过单轴压缩实验获取特定泡沫铝的宏观力学性能。
下图为典型的泡沫铝压缩应力应变曲线,其中主要分为弹性段,平台段和密实段。长长的平台段是这种材料的特点,也是其吸能的主要阶段。
此外,弹性段只是近似弹性段,同时其斜率一般小于真实的泡沫铝弹性模量。要获得泡沫铝的弹性模量,需在泡沫铝压缩应变在5%之内时进行卸载,卸载曲线的斜率即为弹性模量,如下图所示。
泡沫铝的平台应力和密实应变的近似值可以通过应力应变曲线读出来,也可以通过多轴实验测得,也可以使用如下经验公式:
其中,sigma(pl)为平台应力;sigma(y,s)为基体屈服强度;rho为泡沫铝密度;rho(s)为基体密度;m为系数,一般为1.5-2.0;epsilon(D)为密实应变;alpha为系数,一般为1.4-2.0。
二、有限元中的金属泡沫模型
在有限元数值模拟中,最早出现的金属泡沫模型为宏观等效模型,即假设泡沫为各向同性均匀材料,通过赋予其泡沫铝宏观力学性能来对其进行模拟。目前LS-DYNA中的所有泡沫模型均为宏观等效模型。
除了宏观等效模型之外,还有细观泡沫模型。此类模型中的泡沫胞孔由规则化几何体或不规则几何体表征,需要输入基体材料的力学参数,可以描述细观结构的变形行为,主要有kelvin模型,Voronoi模型,CT扫描模型等。
如下图为目前典型金属泡沫模型,具体内容请查阅相关综述。
三、LS-DYNA中的*MAT_CRUSHABLE_FOAM模型
*MAT_CRUSHABLE_FOAM可压溃泡沫模型一般可用于模拟金属泡沫材料,还可以用于轻质软木等类似材料。需要输入的参数如下:
MID ---- 材料ID
RO ---- 密度
E ---- 弹性模量
PR ---- 泊松比
LCID ---- 应力应变曲线
TSC ---- 拉伸截止应力,需为正的非零值
DAMP ---- 阻尼系数,控制应变率敏感性(.05<建议值<.50)
注1:泡沫材料的泊松比可以设为0。
注2:由于泡沫材料非常软,极易产生负体积等错误,因此可以适当调整应力应变曲线,使其在密实阶段密实地更快更硬一点。
1:线弹性
2:非线性弹性
3:波动
4:屈服
5:强化
6:断裂
其中3、4应力水平基本相当,对于脆性材料,4、5过程很短,而对于一些金属,如硬铝,没有明显的屈服过程