Abaqus 金属材料(8) - 金属塑性- 循环加载使用各向同性硬化模型合适吗？

如下图所示，是低碳钢的单次拉伸测试的真实应变-真实应力曲线。我们自然会想到可以在 Abaqus 中使用塑性材料的各向同性硬化模型。现在思考一个问题，如果结构受循环载荷作用，那么我们还能使用各向同性硬化模型来模拟吗？接下来我们看一个示例。

 

1. 示例：使用各向同性硬化模型来模拟循环加载

1.1 问题描述

如图所示的由低碳钢制成的法兰管，在工作期间，受温度循环载荷作用。最低温度为 20℃，最高温度为 500℃。现在使用上述材料参数，并采用各向同性硬化模型模拟法兰在温度循环载荷作用下的力学响应。（简化模型，仅用于演示方法，不代表实际工程）

 

 

1.2 结果分析

1.2.1 应力与塑性应变

如下图所示，相较于第一次循环结束时的应力，第二次循环结束时的应力明显增大，说明在第二次循环时，钢材料得到了硬化。而随后，在第三次循环和第四次循环结束时，相较于前一个循环，应力变化较小，即表明材料硬化有限。

 

 

 

 

1.2.2 应变-应力曲线

如图所示，在第三次循环和第四次循环中，应力-应变的路径基本一致，说明在第三次循环和第四次循环中，低碳钢没有受到硬化。也就是说，在第三次循环时，材料即进入塑性安定状态，这显然是不合理的。因此，仅使用单次拉伸测试数据，采用各向同性硬化模型是无法 正确模拟循环加载响应。需要使用循环测试数据，并采用随动硬化模型。下一文将介绍随动硬化模型。