介绍四种典型的非线性材料本文从材料的特性入手着重分析了物体的应力和应变。弹塑性分析是工程上常见问通，工程上常用ANSYS软件解决这方面的问题，工程材料的塑性变形引起的非线性问题通常是弹塑性分析。塑性变性引起的非线性问题—弹塑性分析，工程上常用ANSYS软件来完成这方面的工作。塑性是一种在某种给定载荷下，材料产生永久变形的材料特性，对大多的工程材料来说，当其应力低于比例极限时，应力—应变关系是线性的，另外，大多数材料在其应力低于屈服点时
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现为弹性行为也就是说当移走载荷时其应变也完全消失。1、塑性材料的特性由于屈服点和比例极限相差很小，因此在ANSYS程序中假定它们相同在应力—应变的曲线中低于屈服点的叫做弹性部分，超过屈服点的叫做塑性部分也叫做应变强化部分，塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。1.1路径相关性塑性是不可恢复的，那么这种问题就与加载历史有关，这类非线性问题叫做与路径相关的或非保守的非线性，路径相关性是指对一种给定的边界条件可能有多个正确的解，内部的应力应变分布存在为了得到真正正确的结果，我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。1.2率相关性塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数，如果塑性应变的大小与时间有关这种塑性叫做率无关性塑性，相反与应变率有关的塑性叫做率相关的塑性。大多的材料都有某种程度上的率相关性，但在大多数静力分析所经历的应变范围两者的应力应变曲线差别不大，所以在一般的分析中我们变为是与率无关的。1.3工程应力应变与真实的应力应变塑性材料的数据一般以拉伸的应力应变曲线形式给出材料数据，可能是工程应力与工程应变也可能是真实应力与真实应变。大应变的塑性分析一般采用真实的应力应变数据，而小应变分析一般采用工程的应力应变数据。1.4塑性在什么时候激活当材料中的应力超过屈服点时塑性被激活也就是说有塑性应变发生而屈服应力本身可能是下列某个参数的函数:①温度;②应变率;③以前的应变历史;④侧限压力;⑤其它参数。2、塑性理论简介塑性理论的三个主要方面:屈服准则;流动准则;强化准则。2.1屈服准则屈服准则对单向受拉试件我们可以通过简单的比较轴向应力与材料的屈服应力来决定是否有塑性变形发生，然而对于一般的应力状态是否到达屈服点并不是明显的，屈服准则是一个可以用来与单轴侧试的屈服应力相比较的应力状态的标t表示，因此知道了应力状态和屈服准则程序就能确定是否有塑性应变产生，屈服准则的值有时候也叫做等效应力，一个通用的屈服准则是VonMiles屈服准则当等效应力超过材料的屈服应力时将会发生塑性变形。2.2.流动准则流动准则描述了发生屈服时塑性应变的方向，也就是说流动准则定义了单个塑性应变分量等随着屈服是怎样发展的。2.3.强化准则强化准则描述了初始屈服准则随着塑性应变的增加是怎样发展的，等向强化是指屈服面以材料中所作塑性功的大小为基础在尺寸上扩张对Mises屈服准则来说屈服面在所有方向均匀扩张，由于等向强化在受压方向的屈服应力等于受拉过程中所达到的最高应力，随动强化假定屈服面的大小保持不变而仅在屈服的方向上移动当某个方向的屈服应力升高时其相反方向的屈服应力，应该降低在随动强化中由于拉伸方向屈服应力的增加导致压缩方向屈服应力的降低所以在对应的两个屈服应力之间总存一个的差值2yQ初始各向同性的材料在屈服后将不再是向同性的。1.经典双线性随动强化 BKIN2.双线性等向强化 BISO3.多线性随动强化 MKIN4.多线性等向强化 MISO1.经典的双线性随动强化（BKIN）使用一个双线性来表示应力应变曲线，所以有两个斜率，弹性斜率和塑性斜率，由于随动强化的Vonmises屈服准则被使用，所以包含有鲍辛格效应，此选项适用于遵守VonMises屈服准则，初始为各向同性材料的小应变问题，这包括大多数的金属。需要输入的常数是屈服应力和切向斜率，可以定义高达六条不同温度下的曲线。注意：1）.使用MP命令来定义弹性模量2）.弹性模量也可以是与温度相关的3）.切向斜率Et不可以是负数，也不能大于弹性模量在使用经典的双线性随动强化时，可以分下面三步来定义材料特性。1）.定义弹性模量2）.激活双线性随动强化选项3）.使用数据表来定义非线性特性2.双线性等向强化（BIS0）也是使用双线性来表示应力－应变曲线，在此选项中，等向强化的VonMises屈服准则被使用，这个选项一般用于初始各向同性材料的大应变问题。需要输入的常数与BKIN选项相同。举例如下:MP,EX,1,200e9MP,NUXY,1,0.25MP,GXY,1,150e9TB,BISO,1TBDATA,1,300e6,2000e63.多线性随动强化（MKIN）使用多线性来表示应力－应变曲线，模拟随动强化效应，这个选项使用VonMises屈服准则，对使用双线性选项（BKIN）不能足够表示应力－应变曲线的小应变分析很有用。需要的输入包括最多五个应力－应变数据点（用数据表输入），可以定义五条不同温度下的曲线。在使用多线性随动强化时，可以使用与BKIN相同的步骤来定义材料特性，所不同的是在数据表中输入的常数不同，举例如下:MPTEMP，，10，70MPDATA，EX，3，，30ES，25ESTB，MK2N，3TBTEMP，，STRA2NTBDATA，，0.01，0.05，0.1TBTEMP，10TBDATA，，30000，37000，38000TBTEMP，70TBDATA，，225000，31000，330004.多线性等向强化（MISO）使用多线性来表示使用VonMises屈服准则的等向强化的应力－应变曲线，它适用于比例加载的情况和大应变分析。需要输入最多100个应力－应变曲线，最多可以定义20条不同温度下的曲线。其材料特性的定义步骤如下：1.定义弹性模量2.定义MISO数据表3.为输入的应力－应变数据指定温度值4.输入应力－应变数据5.画材料的应力－应变曲线与MKIN数据表不同的是，MISO的数据表对不同的温度可以有不同的应变值，因此，每条温度曲线有它自己的输入表。
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