单调加载和循环加载,金属材料表现出的性能有很大区别。在高水平循环载荷(单次加载使得材料进入屈服)作用下,材料进入塑性阶段,由于反复产生塑性变形,金属的塑性流动特性会发生改变,材料抵抗变形的能力增加或减小,这种现象称为循环硬化或循环软化。
在循环硬化中,当保持加载应变不变时,随着循环次数的增加,应力不断增大;当保持加载应力不变时,随着循环次数的增加,应变不断减小。
在循环软化中,当保持加载应变不变时,随着循环次数的增加,应力不断减小;当保持加载应力不变时,随着循环次数的增加,应变不断增大。
当循环达到一定次数后,应力-应变响应逐渐趋于稳定。这种状态即塑性安定(Shaken down)。在这种情况下,结构的应力状态已经达到稳定,并且不再随着循环加载次数的增加而进一步增长。图中低碳钢材料表示在约 N=100 循环后,才建立起稳定状态。
那么,对于这种循环载荷作用下的金属结构,在 Abaqus 中可以使用什么材料模型进行模拟呢?请看下文。
参考书籍:陈传尧. 疲劳与断裂[M]