3.4 塑性模型
3.4.1 塑性von Mises模型
Mises模型可以用来描述金属的行为。在使用这种材料模型时，应该注意以下事项。
●当使用小型位移和大型位移时，假设小应变塑性。
●做相关流动规则假设。
●同向性和运动性硬化规则均可用。
●可以输入塑性的“双线性”和“多线性”单轴“应力-应变”曲线。对于双线性“应力-应变”曲线定义，通过“材料”对话框，输入材料属性SIGYLD和ETAN。对于多线性“应力-应变”曲线定义，应该定义应力-应变曲线。
●当定义“应力-应变”曲线，曲线的第一个点应该是材料的屈服点。弹性模量（EX）、屈服强度（SIGYLD）等材料属性将取自“应力-应变”曲线，而不是取自“材料”对话框中的材料属性表，只有普阿松比率（NUXY）取自材料属性表。
●双线性“应力-应变”曲线说明的SIGYLD和ETAN参数可以与温度曲线相关联来执行热塑性分析。
●建议使用NR（牛顿拉夫森）迭代方法。
描述塑性材料典型的“应力-应变”曲线如图3-18所示。双线性“应力-应变”曲线如图3-19所示，说明SIGYLD和ETAN参数可以与温度曲线相关联，并以此执行热塑性分析。
图3-18 塑性材料典型的“应力-应变”曲线
图3-19 双线性“应力-应变”曲线
Huber-von Mises模型可以用于“实体（草图和高品质）”及“厚外壳（草图和高品质）”要素分析。
大型应变塑性理论适用于von Mises屈服准则、相关流动规则及同向性或运动性硬化（双线性或多线性）场景。对于大型应变弹性问题（类似于橡胶），可以使用超弹性材料模型，例如Mooney-Rivlin。
注意
跌落测试算例不支持定义“应力-应变”曲线。热塑性不适用于“外壳”要素。
3.4.2 塑性Tresca模型
1．Tresca的假设
此准则基于以下假设。
在屈服状态下，介质所有点处的最大抗剪应力相同，并且等于从给定材料的单轴张力试验所得出的屈服应力的一半。
由此得出以下结论。
●在屈服状态下，屈服基于最大抗剪应力，它等于最大和最小主要应力之差的一半。因此，根据此准则，中间主要应力不会影响屈服状态。
●纯抗剪状态，抗剪应力强度和最大抗剪应力相等。
●使用Tresca条件，得到的屈服点处的抗剪应力为张力屈服应力的一半。
2．Tresca和von Mises塑性准则的比较
对于多晶材料（延性金属），屈服状态下恒定抗剪应力强度的von Mises条件一般来说与实验数据更加吻合。但是，也有Tresca-Saint Venant条件表现出与实验数据更符合的其他情况。因此，两种方法都可以用来表达屈服条件。
●对于单轴和等双轴应力状态，两种准则等效。
●在其他应力状态下，根据Tresca条件，屈服发生在较低应力数值下；在相等负载条件下，Tresca准则预测塑性变形比von Mises大。
●对于纯剪切状态，两种模型之间的偏差最大。在此应力状态下，根据Tresca条件，屈服发生在87%的von Mises应力处。
3.4.3 塑性“Drucker-Prager”模型
Drucker-Prager模型可以用来模拟颗粒状土壤材料（如沙石和碎石）的行为。在使用这种材料模型时，应该注意以下事项。
●假设应变较小。
●可以处理大型位移问题（如果小应变假设仍然有效）。
●建议使用NR（牛顿拉夫森）迭代方法。
●材料参数f和c必须限制在以下范围内：
➢ 0°≤f≤90°;
➢c≥0（力/单位面积）。
●对于大多数土壤力学问题，引力加速会有相当大的影响，因此，应该通过“引力”属性管理器定义引力加速。
所需的输入包括以下几项。
●EX和NUXY。
●COHESN=材料黏合强度。
●FRCANG=摩擦角度。
●Drucker-Prager模型可以用于实体要素（草稿和高品质网格）中。