求教理论高手以及斑竹们，关于输入材料曲线，新问题

ehe12

在ABAQUS里，假如输入由实验得来的材料曲线，没有包含下降段，得出跟实验差不多的结果，这样的结果是不是可靠的呢？比如说，模拟一个构件受拉，得到的力与位移曲线，与实验结果很接近。这样结果可靠吗？

我用这样的方法得到了与实验相近的结果，但是我们导师却很怀疑这个结果，说必须在材料输入曲线中加入下降段才能算完美模拟。问题是，加入了下降段后，所得的位移比原来的位移差了很多，跟实验完全不吻合。他的理论是，受拉构件的薄弱位置在率先达到材料极限应变后应该就算破坏了，破坏之后应力就会急剧下降。这也是为什么实验得到的结果在达到最大荷载后会卸载。而如果输入曲线没有下降段，默认应力维持在按照最后那个值（也就是最大值），而这是不对的。
我比较了一下孔周的应变（实验数据和模拟数据），相差不是很大。可是我就是无法说服我们导师。因为他坚持没有加入下降段的模拟就一定是错误的。
请问实际材料实验中，是不是材料达到极限应变之后就无法再承受哪怕一点应力？
添加新问题：

按照一些教程里的要求，将实验得到的应力应变曲线转换为真实应力真实应变曲线，然后进行模拟。可得出来的结果比实验结果大了好多。

仔细看看，当名义应力转换为真实应力时，假如是在0.2名义应变处，真是应力和名义应力相差最大的有将近30%了。这也导致输出的力与位移曲线比实验得到的曲线大了大概40%左右。假如不转换而直接输入名义应变应力，得到的结果与实验结果相差在13%左右。请问到底该如何处理才是正确的呢？

ehe12

付注：

我是采用GENERAL STATIC来模拟带孔板受拉时孔边的挤压和变形。

ehe12

刚看了几本参考书，稍稍自我解答一小下：

在实验中得到的金属受拉曲线，称为名义应力名义应变曲线。这条曲线由三部分组成：弹性阶段，塑性阶段到达极值，最后就是颈缩阶段。颈缩阶段也就是材料的下降阶段，表现特征为在这个阶段，名义应力远远小于材料强度，这是由于试件的几何变形引起的。也就是说，这是几何形状引起的。假如将名义应力与应变转化为实际应力应变，这部分由几何变形引起的其实是不应该算在材料真实应力应变曲线里的。ABAQUS的经典金属模型要求输入的应该是从弹性开始直到塑性最大值这一段，由几何变形引起的下降段不应该被包含在塑性定义里。不知道我的理解对不对？还请各位高手继续提出指教！

tonnyw

Supposedly when material reaches its ultimate strength, the material fails. According to my experience, the stress-strain curve can not have descent part. The simple reason is that plastic modulus would be negative if you have descent part in stress-strain curve.

cip05yh

bang ding

xudong2153484

你理解的应该是正确的

ehe12

多谢各位帮助！最起码跟导师能解释清楚了。

iambadman

请问实际材料实验中，是不是材料达到极限应变之后就无法再承受哪怕一点应力？
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有些话看起来很模糊，也不是很明确你的意思，当你拉一个试样到极限的时候，就是你不可以再增加了，而不是能说无法再承受一点应力，而应该理解为应力已到最大不能再增加。

另外，一般材料拉伸试验有个不太显著的下降段，比如不锈钢或者铜合金是试验我做过，那个阶段是非常短的，因为断裂还需要一个时间，即使是再短，也需要时间的，比如不锈钢，出现了缩颈（不是每种金属这个都很明显），端面迅速变小，这个时候端面上的应力并没有变小，而是你的界面面积变小了很多，所以你测得到的数据（拉力）迅速变小。这个阶段不需要考虑的，因为他完全不是我们不要的阶段。

iambadman

还有就是如果不小心输入了下降端，可能会导致收敛困难，但是材料曲线如果前面的曲线一样，两者计算结果会出现很大的区别吗？什么导致计算出很大的区别？

感觉在前面一段时间（快达到极限应力）前应该没什么区别吧？

ehe12

9# iambadman
理论牛同学，多谢你的指教！让我印证了自己的猜想！之前我们导师的说法是，当材料出现颈缩现象时，是因为材料已经破坏，无法再承受一点点的应力，而这导致了卸载。我的猜想是，材料卸载是因为截面积变小导致荷载变小，而截面上的应力应该是MAINTAIN在最大应力。这也更符合ABAQUS的设定。就因为这个跟导师ARGUE了很多回了。但因为之前对这个也不是很确定，也没有有效论据来证明观点，因此每次都让导师说我很不努力，没有照他的想法来做。可是照他的想法来设定个下降段在金属材料里，每次模拟作出的结果跟实验都差很大，然后又跟导师争辩，又重做，陷入一个怪圈，很郁闷。。。

你的回答很正确，加入下降段后在前期变形时与不加下降段是一致的，力与位移曲线也是完全吻合的。只是在下降过程相当于人为加入一个卸载过程。于是往往还没达到最大荷载就出现了卸载。

zsq-w

。就因为这个跟导师ARGUE了很多回了。---------------
---------------我只能说，我服了你导师。

ehe12

主要我们导师熟悉的领域跟我的课题没啥关系。在火实验中加入下降段来模拟金属软化是有可能的。关键我这个做的是常温。。。

zsq-w

据我所知，大家都对常温的材性应该更熟悉些的。
不知道他是哪门出身。 机械or材料or civil...？ 按说MU的prof应该这些都懂的。

rock.li

具体不知道你要解决什么问题，但应力~应变曲线的下降段有它的意义，并不是一点意义都没有！（其数值模拟要依赖断裂力学里的等等东西）
楼主导师所说的也不是没有道理！

本人板砖之见，让大家见笑了！欢迎讨论！

rock.li

补充下，我帖子上讨论的固体。

至于材料的温度软化效应（曲线的下降段）估计也有其物理意义吧，感觉数值模拟起来的话要麻烦的多！

ehe12

添加了新问题，继续求教。

ehe12

添加了新问题，继续求教。

ehe12

具体不知道你要解决什么问题，但应力~应变曲线的下降段有它的意义，并不是一点意义都没有！（其数值模拟要依赖断裂力学里的等等东西）
楼主导师所说的也不是没有道理！

本人板砖之见，让大家见笑了！欢迎讨论！
rock.li 发表于 2010-3-5 20:59

你说的很有理。不过可惜我做的方面是不涉及断裂力学的。仅仅是在静定下隐式算法来解决问题。

asian58

你的老师说的是正确的。如果在下降阶段的实验数据和模拟数据差的太大的话就没有很好的模拟材料的性质。因为在前面的直线阶段是属于弹性变形阶段，这部分一般误差不大。但是到塑性变形的时候会有个问题，那就是材料在塑性变形时会发生硬化，改变材料的强度。所以要很好的模拟材料的力学性能，塑性阶段的曲线才是最重要的，也是最难模拟的。用abques做分析，当然是做非线性了，所以往往后面的塑性变形部分最重要。

ehe12

一边自己分析一边求教。