金属塑性模型(Metal plasticity)占据塑性模块的大部分内容，本节我们首先学习一下abaqus塑性Plastic定义的操作，这应该也是弹塑性的最基础的内容。

金属塑性模型包含：

经典金属塑性模型（Classical metal plasticity）；

金属承受循环载荷的模型（Models for metals subjected to cyclic loading）；

率相关的屈服（Rate-dependent yield）；

率相关的塑性：蠕变和溶胀（Rate-dependent plasticity: creep and swelling）；

退火或熔融（Annealing or melting）；

各向异性屈服/蠕变（Anisotropic yield/creep）；

Johnson-Cook 塑性（Johnson-Cook plasticity）；

动态失效模型（Dynamic failure models）；

多孔金属塑性（Porous metal plasticity）；

铸铁塑性（Cast iron plasticity）；

双层粘塑性（Two-layer viscoplasticity）；

ORNL-Oak Ridge国家实验室本构模型（ORNL – Oak Ridge National Laboratory constitutive model）；

变形塑性（Deformation plasticity）；

以上部分模型的定义是通过Abaqus中Mechanical---Plasticity---Plastic选项卡设置定义的，故先了解一下Plastic的定义界面。

1. Abaqus中Plastic的定义与操作

在elastic的基础上，继续建立塑性模型-Plastic：

选择一种指定硬化行为的选项：

1.1 Isotropic 各向同性硬化

各向同性硬化：屈服面在所有方向上均匀地改变，例如屈服应力在所有应力方向上随塑性应变相同地增加(或减少)。

a. 如果想要输入不同等效塑性应变率下的屈服应力值与等效塑性应变的测试数据，需勾选“使用应变率相关数据Use strain-rate-dependent data”。

或者，如果想使用屈服应力比定义应变速率依赖，则必须从子选项菜单中选择速率依赖（子菜单详细操作定义下一节补充）：

b. 勾选”“使用温度相关数据Use temperature-dependent data”可以定义依赖于温度的行为数据：

c. 要定义依赖于场变量的行为数据，可单击Number of field variables字段右侧的箭头，以增加或减少场变量的数量。

d. 在“数据”表中输入数据:

其中：

Yield Stress ： 屈服应力

Plastic Strain：塑性应变

Rate：等效塑性应变率

Temp：温度

Field n：预定义场变量

如果需要，可以使用Suboptions菜单输入其他数据。如前述的使用屈服应力比定义应变速率依赖，或者指定弹塑性材料的退火温度。（子菜单详细操作定义下一节补充）

1.2 Kinematic 随动硬化

线性随动硬化用于具有恒定硬化率材料的循环加载建模。

同样，若勾选使用温度相关数据，则可以定义依赖于温度的行为数据：

在“数据”表中输入数据：

Yield Stress ： 屈服应力；Plastic Strain：塑性应变；Temp：温度

如果需要，可以使用Suboptions菜单输入其他数据。如：定义各向异性屈服和蠕变、采用美国橡树岭国家实验室(ORNL)的本构模型进行塑性和蠕变计算、指定ORNL模型的循环屈服应力数据、指定弹塑性材料的退火温度。（子菜单详细操作定义下一节补充）

1.3 Johnson-Cook 硬化

Johnson-Cook在Abaqus/Explicit中模拟各向同性硬化，其中屈服应力作为等效塑性应变、应变率和温度的解析函数提供。Johnson-Cook塑性模型特别适合于模拟金属的高应变率变形。这个模型是Mises塑性的一种特殊类型，包括硬化法则和速率依赖的解析形式。它通常用于绝热瞬态动力分析。

在“数据”表中输入数据：

A, B, n, and m ：在或低于转变温度时测量的材料参数

Melting Temp ：熔融温度，θmelt，在此温度以上，材料熔化并表现为流体

Transition Temp : 转变温度, θtransition，在转变温度或低于转变温度时，屈服应力的表达式与温度无关。

如果需要，可以使用Suboptions菜单输入其他数据：用屈服应力比定义率相关的屈服、指定弹塑性材料的退火温度。（子菜单详细操作定义下一节补充）

1.4 User  用户自定义硬化

选择User，通过用户子程序UHARD描述各向同性硬化的屈服应力。

【关于用户自定义模块，如用户自定义材料Usermat和用户自定义子程序User subroutine的内容，后续也会学习更新。预估会在明年2024年3-4月左右，敬请期待】暂时先把界面操作的方式打好基础。

1.5 Combined 组合硬化

选择组合来模拟具有非线性各向同性/随动硬化的材料的循环加载。

该模型的演化规律由两部分组成：一个非线性随动硬化分量，它描述了屈服面在应力空间中通过背应力 α 的平移。一个各向同性硬化分量，描述了等效应力的变化，定义了屈服面σ 0作为塑性变形的函数。组合中各向同性硬化的定义需要通过子菜单Cyclic Harding定义。（子菜单详细操作定义下一节补充）

单击Data type数据类型字段右侧的箭头，指定定义模型的随动硬化的类型:

Half Cycle ： 提供从单向拉伸或压缩实验的前半周期获得的应力-应变数据；

Parameters：直接指定运动硬化参数Ck和γk；

Stabilized：提供从受对称应变循环的试样的稳定循环中获得的应力-应变数据；

进一步，需要指定要包含在模型中的背应力的数量，单击number of backstress字段右侧的箭头。缺省情况下，背应力个数为1。允许的最大背应力数为10。

勾选使用温度相关数据可以定义依赖于温度的行为数据。要定义依赖于场变量的行为数据，单击Number of field variables字段右侧的箭头，以增加或减少场变量的数量。

在“数据”表中输入数据 (以下并非所有参数都同时出现，根据不同的Data Type选择而不同)：

Yield Stress ： 屈服应力

Plastic Strain：塑性应变

Yield Stress At Zero Plastic Strain：零塑性应变时的屈服应力 σ|0

Kinematic Hard Parameter C1 ：随动硬化参数C1

Gamma 1：随动硬化参数 γ1

Kinematic Hard Parameter Ck and Gamma k ： 多背应力下的随动硬化参数C k和γ k

Temp：温度

Field n：预定义场变量

Strain Range：得到应力-应变曲线的应变范围

如果需要，可以使用Suboptions菜单中的其他选项输入其他数据。如：定义各向异性屈服和蠕变、指定弹塑性材料的退火温度。（子菜单详细操作定义下一节补充）

说明：本系列文章是up主边学边整理的，可以看作是学习笔记，存在的错误欢迎指出。

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