材料达到塑性阶段后，对其卸载，应力不为零

周铁匠 · 发表于 2013-3-6 23:35:25

如题，最近做了一个简单算例，一根梁，两端简支，跨中施加集中力，设定材料塑性参数（如屈服应力230MPa），所加的载荷足以让材料进入塑性变形阶段。现在的问题是，如果计算中分两个载荷步，第一个载荷步加载，第二个载荷步卸载（令载荷步1中的集中力值为0），那么在第二个载荷步结束后，梁中的应力是否应该为零？（我计算的结果应力不为零，但较载荷步1有明显减小）。

关于这个问题我请教过身边的TX，很多人认为，没有了外载荷，应力就应该为零。想问问对于这个问题，大家是怎么看的？

hhj502066714 · 发表于 2013-3-6 23:57:46

在外载荷去除后，材料达到塑性变形后，会存在残余应力的问题，因此应力不应该为0。至于应力比卸载前小，那是因为卸载后弹性阶段的应力得以释放回复为0，个人见解。

周铁匠 · 发表于 2013-3-7 13:04:24

那也就是说比如我们平时用的快餐盘，成型的那种，里面都有应力存在？而且不会消失？

空中飞客 · 发表于 2013-3-7 13:15:55

存在残余应力

AsAlways · 发表于 2013-3-7 13:31:13

都塑性阶段了肯定有应力。我们平时用的各种金属零件多多少少都有残余应力

hhj502066714 · 发表于 2013-3-8 00:00:26

周铁匠发表于 2013-3-7 13:04
那也就是说比如我们平时用的快餐盘，成型的那种，里面都有应力存在？而且不会消失？ ...

给你发一本书在资料|《弹塑性理论》，其中第1.5章节就有谈到残余应力的解释，可以去研究下，本来没想发这么多，但是不知道怎么拆出一部分，所以……

jsduxiaowei · 发表于 2013-3-8 08:21:55

在弯曲过程中，梁单元的表面先发生屈服，中芯可能还处于弹性区域，因此卸载后，中芯要全部回弹，但表面变形不能完全恢复，因此材料之间肯定会存在一定拉扯，当然也会产生应力，这就是残余应力
具体的残余应力分布可以参考材料力学，这种题目应该做过很多很多……

sorbicacid · 发表于 2013-3-8 08:56:56

jsduxiaowei 发表于 2013-3-8 08:21
在弯曲过程中，梁单元的表面先发生屈服，中芯可能还处于弹性区域，因此卸载后，中芯要全部回弹，但表面变形 ...

这个靠谱

周铁匠 · 发表于 2013-3-10 10:53:04

hhj502066714 发表于 2013-3-8 00:00
给你发一本书在资料|《弹塑性理论》，其中第1.5章节就有谈到残余应力的解释，可以去研究下，本来没想发这 ...

非常感谢，

下载学习下。

周铁匠 · 发表于 2013-3-10 11:02:14

补充一点，我用abaqus做了几个例子。一个是单跨梁跨中施加垂向载荷，使其弯曲变形，结果是：如果只定义材料弹性参数，卸载后变形完全弹回，应力为零；定义塑性参数后变形则不能完全弹回，卸载后有残余应力存在。另一个例子则是一样的模型（都是B31单元），只不过载荷变为轴向拉伸，此时的结果则不管是否定义塑性参数，卸载后应力都为零，但定义塑性参数的模型会有塑性变形不能完全回弹。
这是否与jsduxiaowei兄的解释相对应？

zhangzm168 · 发表于 2013-3-11 13:59:42

谢谢！不过好像是扫描版不是太清楚

周铁匠 · 发表于 2013-3-11 22:14:16

看过6楼兄弟发的资料，感觉里面最有助于理解这个问题的一句话是：所谓残余应力，就是对结构卸载后，结构内部存在的、自我平衡的应力（没有外载时满足平衡条件的应力）。也就是说，应力存在时不依赖外载荷的。

痛快 · 发表于 2013-3-12 09:33:37

这不就是典型的残余应力么

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[基础理论] 材料达到塑性阶段后，对其卸载，应力不为零

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