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固体塑性变形——细观塑性力学
工程材料的加工是通过塑性变形(如压力加工和精密切削)进行的。 人们研究塑性变形的途径可分为两大类：一类是以传统力学为基础的唯象理论，强调解决问题的数学表达和边界解，被称为宏观塑性力学；另一类是以物理学为基础的微观理论，研究材料真实塑性变形的微观机理与力学性能(如屈服强度 固体塑性变形可以从尺寸量级上分类(见表)，德鲁克(D．C．Drucker)对这方面做了讨论。表中列出了不同尺寸量级的研究对象以及相应的学科。 固体塑性变形的分类 60.png 传统计算力学以“连续介质”假设为基础，用唯象理论的方法研究并建立了各类材料的本构关系，由此导出了固体力学各类问题的基本方程，建立了相应的解析和数值解法。 可以归结为以下3个步骤：(1)选择一个适当的尺寸范围，使之能够定量地描述被研究的现象；(2)重点考虑基本微观结构，而将基底材料视作连续体；(3)利用比所选尺寸量级小一个量级的本构关系作为基底连续体。
98220编辑于 2022-05-07 - 来自专栏WELSIM
使用WELSIM进行有限元塑性变形分析
塑性变形是指结构在一定外力作用下，材料受力超过屈服极限，由纯弹性应变转变为塑性应变的过程，整个过程也称之为弹塑性变形。工业中塑性变型随处可见，如各种钣金件的冷加工，汽车车身的压铸成型。 由于塑性变形的主要复杂度集中在材料部分，因此对于材料的输入和编辑有较多的工作。同时塑性模型种类多，对前端界面提出了较高的要求。 静态塑性变形分析对于静态的非线性有限元分析，本质上是一种隐式计算方式。材料的非线性变形通过牛顿迭代法求解得到。在项目的属性中，可以保持默认的静态结构分析类型。 对于简单模型，应力结果也可以体现出塑性变形曲线。WelSim的静态结构计算使用FrontISTR作为默认的求解器。 LAW2 (PLAS_JOHNS) – Density + Isotropic Elasticity + Johnson-Cook2.
46310编辑于 2025-04-12 - 来自专栏abaqus科普专栏
Abaqus 案例集(4) - 金属弹片正向力仿真
通过全程监测塑性应变 (PEEQ) 的分布，可以精确定位金属弹片的塑性变形区域和强度极限。 1.3 仿真结果解析1.3.1 下压距离A：初现塑性变形当弹片下压至距离A时，PEEQ云图揭示了初始塑性变形区域，主要集中在弹片上部宽度变化显著的区域。 1.3.2 下压距离B（>A）：塑性变形扩展进一步增加下压距离至距离B时，塑性变形区域显著扩展。原本仅存在于上部结构的变形，已延伸至弹片圆弧连接部位。 持续的塑性变形若进一步扩大，可能导致失效现象，如永久失效或断裂。1.3.3 卸载后：塑性变形在卸载所有压力后，仿真显示弹片无法完全恢复至自由初始状态，残余变形清晰可见。 卸载后，曲线显示弹片仍存在一定残余位移，这表明在撤除载荷后，弹片已发生不可逆的塑性变形，无法完全恢复至自由初始状态。2.
33110编辑于 2026-04-30 - 来自专栏数值分析与有限元编程
弹塑性材料强化准则(Hardening Rule)
一些材料产生塑性变形后，屈服应力增加。加载开始时，材料处于弹性变形阶段，此时应力-应变关系为线性。当达到屈服极限，材料进入塑性变形阶段。 进入塑性变形阶段卸载，卸载曲线斜率与初始曲线斜率相同，如果再加载或者反向加载，后续过程的屈服应力按照不同的硬化模型来确定。 ? 当金属材料先拉伸至塑性变形阶段后卸载至零，再反向加载，即进行压缩变形时，材料的受压屈服极限比材料未经拉伸至塑性变形而直接进行压缩的屈服极限明显要小。 若先进行压缩使材料发生塑性变形，卸载至零后再拉伸时，材料的屈服极限同样会减少。简单概括为：一个方向的强化会导致另一个方向的弱化。 ?
5.8K40发布于 2021-04-30 - 来自专栏行走的机械人
【工程材料B】一：材料力学性能概述
2：强度与塑性 强度是材料抵抗塑性变形和破坏的能力。按外力的不同，可以将强度分为抗拉强度，抗压强度，抗弯强度和抗剪强度等。当受啦历史，强度指标为屈服强度σs和抗拉强度σb。 ? 屈服强度： 当实验力超过e点（弹性极限）时，便会产生弹性变形外的塑性变形。然后转看下图： ? 上图中a点即为弹性极限，之后开始塑性变形。 材料开始产生塑性变形的应力值，也就是上屈服强度b点ReH啦。 强度是材料抵抗塑性变形和破坏的能力。而弹性形变在去除载荷后可以恢复原状，根本没有发生塑性变形，更别提破坏了，所以又如何能代表材料强度呢？ 2：为什么通常较硬的材料的硬度通常用洛氏硬度来测量，而较软的材料的硬度通常用布氏应读来测量？ ? 先看上图，书上说的。具体为啥，我觉得布氏硬度的压头是硬质合金求，本身硬度就有限。
4.4K40发布于 2020-06-04 - 来自专栏知识拓展
材料力学性能应力应变曲线
屈服强度材料的屈服强度，是指材料开始发生塑性变形时所对应的应力。由于不同材料应力应变曲线变化各异，通常很难确定在多大的应力下，材料开始屈服。 能检测到塑性变形的最小应力。比例极限（Proportional Limit）The point at which the stress-strain curve becomes nonlinear. 塑性变形阶段，基于塑性变形体积不变的假设（A·L = A0·L0），可以由工程应力应变计算出真实应力应变。 拉伸试验中，延展性材料在发生断裂前，通常会经历较大的塑性变形；而脆性材料在受到拉伸时，几乎不存在屈服阶段，应力超过弹性极限后很快就会断掉。下图展示了钢、铝、纯铜和黄铜这四种材料的拉伸应力-应变曲线。
4.3K30编辑于 2022-06-14 - 来自专栏数控编程社区
切削参数对刀具寿命的影响
(Y轴表示刀具寿命) 过低 产生积屑瘤 切削刃变钝 不经济 表面质量差 过高 后刀面磨损过快 表面质量差 月牙洼快速磨损 塑性变形 2、进给率fn 进给fn对刀具寿命的影响比vc小。 (Y轴表示刀具寿命) 过低 狭长切屑 后刀面磨损过快 产生积屑瘤 不经济 过高 更少的切屑控制 表面质量差 月牙洼磨损/塑性变形 高功率消耗 切屑熔结 切屑冲击 3、切深ap 切深ap对刀具寿命的影响较小
1K10编辑于 2024-06-25 - 来自专栏数控编程社区
如何对不同材质的工件进行车削
车削低合金钢 材料分类：P2.x 低合金钢的可加工性取决于合金含量和热处理（硬度）。对于该组中的所有材料，最常见的磨损机制是月牙洼磨损和后刀面磨损。 合金元素含量超过 5% 且硬度超过 450 HB 的钢材对抗塑性变形能力和刀刃强度有额外要求。考虑使用更硬的钢材（铸铁、陶瓷和 CBN）。 2、车削不锈钢 不锈钢可分为铁素体/马氏体、奥氏体和双相钢（奥氏体/铁素体），每种钢都有各自的车削加工建议。 马氏体钢可在硬化条件下加工，对刀片的塑性变形阻力有额外要求。考虑使用 CBN 等级，HRC = 55 及更高。 车削奥氏体不锈钢 材料分类：M1.x 和 M2.x 奥氏体不锈钢是最常见的不锈钢类型。 其他考虑因素： 使用冷却液来改善切屑控制并避免塑性变形。使用带有内部冷却液供应的工具，最好是精密冷却液。
1.8K10编辑于 2024-06-12 - 来自专栏数控编程社区
数车加工中常见问题及解决方法
2、塑性变形 目前机械制造业的发展普遍依靠数控机床生产，在应用数控车削加工技术时，所使用的刀片存在刀刃凹陷的现象，一旦出现这样的问题便会造成切削性能变差以及工件加工表面粗糙的情况，若是出现过度的侧面磨损则会导致崩刃 刀片出现塑性变形的原因有三个：一是切削的速度太快，切削温度、压力过大会使得刀片的硬度降低引起刀片出现塑性变形的情况；二是刀片基体软化；三是刀片的涂层被破坏掉。 因此，一旦刀片出现塑性变形的情况则需要对其进行相应的改进：一是降低切削速度；二是选择耐磨性高的刀片；三是降低切削转速并增加冷却。 2、改进工序的设计 在数控机床生产加工中应用车削加工技术，若想确保应用效果则需要对车削加工工艺的工序进行改进。
1.3K40编辑于 2023-11-12 - 来自专栏WELSIM
正交各项异性Hill 塑性模型
在结构力学领域，很多材料的塑性变形过程是各项异性的，如复合材料，钛合金，增材制造结构，多尺度材料等。 Hill适用于各项异性的塑性变形分析。可以看作是用于各项异性屈服行为的von Mises屈服准则的通用形式。在实际的结构工程中，常用于正交各项异性的塑性材料。 WelSim已经对Hill模型有了一定支持，能够联合OpenRadioss进行含有各向异性塑性变形的瞬态动力学计算。WelSim与作者和OpenRadioss开发者没有直接关系。
61710编辑于 2025-07-23 - 来自专栏数控编程社区
车削加工中需要知道的调直方法
同时，也可利用在滚压的过程中，金属在外力作用下塑性变形，使内应力改变来调直刚性较好的轴类和杆类工件。 丝杠挤压调直法主要在外力的作用下，挤压丝杠牙底表面，使其表面产生塑性变形，向轴向延伸，改变丝杠内部应力状况，而使其变直。
1.1K20编辑于 2022-06-30 - 来自专栏行走的机械人
【材料力学】二：轴向拉伸与压缩
看完这个过程，我们需要学习几个概念，这些小概念都是做题时可能问到的： 弹性模量E：就是就是弹性形变ob段的斜率 延伸率：试件拉断后，由于保留了塑性变形，试件长度由原来的 l 变为l1，延伸率为： ? 当脆性材料达到强度极限或塑性材料达到屈服极限时，将会产生塑性变形。我们将构件断裂或明显的塑性变形统称为破坏 许用应力：极限应力除以大于1的系数n作为材料的许用应力： ? 但如果我们将材料拉过1点到达2点，则材料会从2点沿平行于01的虚线23进行恢复，恢复之后，如果再施加载荷，材料的应变会沿着32虚线进行变化。 这种变化就叫做卸载定律。
3K20发布于 2020-06-05 - 来自专栏数控编程社区
理想的切屑是怎样形成的？
图 1：切屑形成的简化模型 在加工过程中，去除的材料在剪切平面内经历塑性变形和剪切，并根据工件材料的特性以长切屑或短切屑的形式排出。加工过程的剪切区消耗了大量的能量。 金属切削过程涉及工件材料的塑性变形，然后进行剪切。弹性和塑性材料行为在此过程中起着决定性作用。不同的工件材料表现出不同的剪切强度和延展性组合。工件材料的延展性是指其断裂前能够变形的程度（见图2）。 图 2：工件材料的塑性和弹性特性对切屑形成的影响。 有些工件材料会产生长切屑；有些产生长且具有延展性的切屑，而另一些则产生短切屑。ISO 系统中也使用此方法对不同类型的工件材料进行分类。
67910编辑于 2024-04-12 - 来自专栏仿真CAE与AI
Abaqus 刚度退化怎么做？一文掌握损伤建模
材料刚度退化是描述结构因损伤累积导致力学性能衰减的关键过程，广泛应用于金属塑性变形、复合材料失效等场景。 （一）金属材料金属刚度退化与塑性变形耦合，通过“损伤起始+演化”实现，主打Abaqus/Explicit模块。
71410编辑于 2026-02-25 - 来自专栏仿真CAE与AI
有哪些常见的有限元分析？
核心作用与场景强度校核：验证结构是否塑性变形或断裂，如桥梁支座恒载应力、机床主轴切削力应力；刚度验证：评估变形是否合规，如汽车悬架弹簧压缩量、手机中框按压弯曲；载荷传递：优化受力薄弱区，如航空发动机机匣载荷传递 六、非线性分析前五种分析多基于 “线性假设”（应力 - 应变线性、小变形、载荷响应正比），非线性分析模拟偏离线性的情况，分三类：核心类型与场景材料非线性：模拟非线弹性，如钢板冲压塑性变形、橡胶密封圈超弹性
81810编辑于 2025-10-09 [新启航]IGBT 封装底部与散热器贴合面平整度差，引发键合线与芯片连接部位应力集中，键合脆断
（二）动态疲劳脆断在周期性热 - 力耦合作用下，键合线颈部发生循环塑性变形，位错堆积形成微孔洞。贴合面不平整加剧了这种塑性变形的不均匀性，使孔洞在颈部应力集中区快速聚合。 2000年左右，美国J.Hall教授团队凭借自参考f-2f技术，成功实现载波包络相位稳定的钛宝石锁模激光器，标志着飞秒光学频率梳正式诞生。 核心技术优势①同轴落射测距：独特扫描方式攻克光学“遮挡”难题，适用于纵横沟壑的阀体油路板等复杂结构；（以上为新启航实测样品数据结果）②高精度大纵深：以±2μm精度实现最大130mm高度/深度扫描成像
49710编辑于 2025-09-03- 来自专栏怪兽怪秀
科普一下常见几种金属表面处理工艺
感应加热分为： 1.高频感应加热，频率为250-300KHz，淬硬层深度0.5-2mm； 2.中频感应加热，频率为2500-8000Hz，淬硬层深度2-10mm； 3.工频感应加热，频率为50Hz，淬硬层深度 |常用方法|气体渗碳法、固体渗碳法、真空渗碳法|气体氮化法、离子氮化法 |温度|900～950℃|500～570℃ |表面厚度|一般为0.5～2mm|不超过0.6～0.7mm |优点|--|温度较低，硬度 ##三.表面形变强化 表面形变强化指使钢件在常温下发生塑性变形形成表面压应力，以提高其表面硬度并产生有利的残余压应力分布的表面强化工艺。 ###喷丸 喷丸强化是将大量高速运动的弹丸喷射到零件表面上，犹如无数个小锤锤击金属表面，使零件表层和次表层发生一定的塑性变形而实现强化的一种技术。 ###滚压处理 利用自由旋转的淬火钢滚子对钢件的已加工表面进行滚压，使之产生塑性变形，压平钢件表面的粗糙凸峰，形成有利的残余压应力，从而提高工件的耐磨性和抗疲劳能力。
2.6K20编辑于 2022-09-20 - 来自专栏仿真CAE与AI
常见的有限元分析有哪些？
核心作用与场景强度校核：验证结构是否塑性变形或断裂，如桥梁支座恒载应力、机床主轴切削力应力；刚度验证：评估变形是否合规，如汽车悬架弹簧压缩量、手机中框按压弯曲；载荷传递：优化受力薄弱区，如航空发动机机匣载荷传递 六、非线性分析前五种分析多基于 “线性假设”（应力 - 应变线性、小变形、载荷响应正比），非线性分析模拟偏离线性的情况，分三类：核心类型与场景材料非线性：模拟非线弹性，如钢板冲压塑性变形、橡胶密封圈超弹性
89010编辑于 2025-09-23 - 来自专栏新智元
这期五彩斑斓的《Science》封面，来自北航团队的超强纳米孪晶钛
纯钛在77开尔文 （25°C）下实现了接近2千兆帕的极限拉伸强度和接近 100% 的真实失效应变。多尺度孪晶结构的热稳定性高达873开尔文（600°C），这高于极端环境中许多应用的临界温度。 在下面这张图，我们能看到在77K时塑性变形的阶段，同时还显示了以剪切模量归一化的应变-硬化率q/G=（ds/de）/G，作为以屈服应力归一化的流动应力的函数。 关于纳米钛在低温下的变形机制，我们通过绘制应变硬化率(q= ds/de)与剪切模量(G)的正态关系图，表征了塑性变形不同阶段的变形微结构。
69810发布于 2021-10-12 - 来自专栏数值分析与有限元编程
双线性弹塑性模型(三)
KinematicHard1D(MP,deps, stressN,alphaN, epsN): E = MP[0] #弹性模量 H = MP[1] #塑性模量 Y0 = MP[2] 当材料达到弹性极限（也称屈服应力）后，材料开始变形塑性的，在塑性变形的第一阶段，应力进一步增加应变比，但坡度（应变硬化）要小得多，直到达到极限强度。
3.4K50发布于 2021-07-01
腾讯云开发者
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