《工程弹塑性力学》课件.pptx

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1、工程弹塑性力学PPT课件REPORTING2023 WORK SUMMARY目 录CATALOGUE弹塑性力学基础弹塑性力学的基本理论工程应用实例弹塑性力学的数值模拟方法弹塑性力学的挑战与未来发展参考文献PART 01弹塑性力学基础弹塑性力学是一门研究材料在弹性变形和塑性变形阶段中力学行为的学科。它涉及到材料的应力、应变、应变速率和本构关系等基本概念。弹塑性力学在工程领域中具有广泛应用，是解决复杂结构与材料强度问题的关键理论基础，为结构设计、安全评估和失效分析提供重要依据。弹塑性力学的定义与重要性重要性弹塑性力学定义连续性假设假设物质是由无数微小的质点组成，且这些质点之间没有空隙。均匀性假设假

2、设材料在整个区域内具有相同的性质，即材料是均匀的。各向同性假设假设材料在各个方向上具有相同的性质，即材料的物理性质不随方向改变。线性弹性假设假设在一定范围内，应力与应变呈线性关系，且这种关系是可逆的。弹塑性力学的基本假设早期发展弹塑性力学的发展可以追溯到19世纪末和20世纪初，当时的研究主要集中在金属材料的弹塑性行为。现代发展随着科技的不断进步，新型材料如复合材料、智能材料的出现，弹塑性力学的研究范围不断扩大，涉及的领域也更加广泛。同时，数值计算方法的进步也为弹塑性力学的研究提供了更有效的工具。弹塑性力学的发展历程PART 02弹塑性力学的基本理论应力理论应力是物体内部相邻部分之间相互作用的力

3、，是描述物体受力状态的物理量。根据不同的坐标系，可以分为名义应力和真实应力。名义应力是描述物体在宏观尺度上受力状态的物理量，而真实应力则是描述物体在微观尺度上受力状态的物理量。应变理论应变是描述物体形状和尺寸变化的物理量，与应力和应变密切相关。根据不同的坐标系，可以分为线应变的和角应变。线应变是描述物体长度变化的物理量，而角应变是描述物体角度变化的物理量。应力和应变理论弹性本构关系弹性本构关系描述了物体在弹性变形阶段的应力与应变之间的关系，遵循胡克定律，即应力与应变呈线性关系。塑性本构关系塑性本构关系描述了物体在塑性变形阶段的应力与应变之间的关系，遵循屈服准则和流动法则。本构关系屈服准则是描述

4、材料在受力过程中何时进入塑性变形的条件。对于金属材料，常用的屈服准则有Von Mises屈服准则和Tresca屈服准则等。屈服准则流动法则是描述材料在塑性变形过程中应变增量与应力之间的关系。根据不同的材料类型和实验条件，可以选择不同的流动法则，如指数流动法则、对数流动法则等。流动法则屈服准则和流动法则塑性势理论：塑性势理论是描述材料在塑性变形过程中应力和应变状态变化的理论。根据该理论，当材料的内部应力状态达到屈服准则时，材料开始发生塑性变形，并且塑性变形会沿着最容易发生的方向发展，直到应力状态不再满足屈服准则为止。塑性势理论PART 03工程应用实例金属材料的弹塑性行为金属材料在受到外力作用时

5、，会发生弹性变形和塑性变形。在弹塑性力学中，我们需要考虑金属材料的应力-应变关系，以及它们在不同温度和应变率下的行为。金属材料的弹塑性模型为了描述金属材料的弹塑性行为，我们通常使用一些经典的弹塑性模型，如Mohr-Coulomb模型、Drucker-Prager模型等。这些模型能够描述金属材料的应力-应变关系，以及它们在不同温度和应变率下的行为。金属材料的弹塑性行为实验为了了解金属材料的弹塑性行为，需要进行一系列的实验。这些实验包括单轴拉伸、压缩、弯曲等实验，以及一些特殊的实验，如疲劳实验、蠕变实验等。通过这些实验，我们可以获得金属材料的应力-应变数据，以及它们在不同温度和应变率下的行为。金属

6、材料的弹塑性行为混凝土是一种复合材料，由骨料、水泥、水和一些添加剂组成。在受到外力作用时，混凝土会发生弹性变形和塑性变形。在弹塑性力学中，我们需要考虑混凝土的应力-应变关系，以及它们在不同温度和应变率下的行为。为了描述混凝土的弹塑性行为，我们通常使用一些经典的弹塑性模型，如Mohr-Coulomb模型、Drucker-Prager模型等。这些模型能够描述混凝土的应力-应变关系，以及它们在不同温度和应变率下的行为。为了了解混凝土的弹塑性行为，需要进行一系列的实验。这些实验包括单轴拉伸、压缩、弯曲等实验，以及一些特殊的实验，如疲劳实验、蠕变实验等。通过这些实验，我们可以获得混凝土的应力-应变数据，

7、以及它们在不同温度和应变率下的行为。混凝土材料的弹塑性行为混凝土材料的弹塑性模型混凝土材料的弹塑性行为实验混凝土材料的弹塑性行为复合材料的弹塑性行为复合材料是由两种或两种以上的材料组成的一种新型材料。在受到外力作用时，复合材料会发生弹性变形和塑性变形。在弹塑性力学中，我们需要考虑复合材料的应力-应变关系，以及它们在不同温度和应变率下的行为。复合材料的弹塑性模型为了描述复合材料的弹塑性行为，我们通常使用一些经典的弹塑性模型，如Mohr-Coulomb模型、Drucker-Prager模型等。这些模型能够描述复合材料的应力-应变关系，以及它们在不同温度和应变率下的行为。复合材料的弹塑性行为实验为了

8、了解复合材料的弹塑性行为，需要进行一系列的实验。这些实验包括单轴拉伸、压缩、弯曲等实验，以及一些特殊的实验，如疲劳实验、蠕变实验等。通过这些实验，我们可以获得复合材料的应力-应变数据，以及它们在不同温度和应变率下的行为。复合材料的弹塑性行为PART 04弹塑性力学的数值模拟方法有限元法（Finite Element Method，简称FEM）是一种将连续的求解域离散化为有限个小的互相关联的单元，通过求解这些单元的近似解来逼近原问题的解的方法。有限元法的实现通常需要借助于计算机编程语言和专业的有限元分析软件，如ANSYS、ABAQUS等。有限元法在弹塑性力学中广泛应用于结构分析、热传导、流体动力

9、学等领域，具有灵活性和通用性强的优点。有限元法有限差分法（Finite Difference Method，简称FDM）是一种将连续的求解域离散化为有限个离散点，通过差分近似代替微分方程中的导数，从而将原问题转化为差分方程组进行求解的方法。在弹塑性力学中，有限差分法常用于求解初边值问题和偏微分方程，尤其在处理边界条件和复杂几何形状时具有优势。有限差分法的实现相对简单，但精度和稳定性受离散点选取和差分格式的影响。有限差分法边界元法边界元法（Boundary Element Method，简称BEM）是一种将微分方程转化为边界积分方程，再通过离散化边界积分方程进行求解的方法。在弹塑性力学中，边界元

10、法主要用于求解弹性力学和流体动力学问题，尤其在处理无限域和半无限域问题时具有优势。边界元法的精度较高，但计算量相对较大，且对边界条件的处理要求较高。PART 05弹塑性力学的挑战与未来发展复杂加载条件下的弹塑性行为复杂加载条件下的弹塑性行为是指在不同类型和不同组合的外部力作用下，材料的弹塑性响应和行为。总结词在工程实践中，材料经常面临复杂多变的外部力，如拉压、剪切、弯曲等。这些复杂的力作用会导致材料产生复杂的弹塑性行为，如应力应变关系、屈服条件、流动法则等。研究这些行为有助于更好地理解和预测材料的力学性能，为工程设计和安全评估提供依据。详细描述多场耦合下的弹塑性行为是指材料在受到温度、压力、磁

11、场等多种物理场的作用下，其弹塑性性能的变化和相互作用。总结词在实际工程环境中，材料常常受到多种物理场的作用，如温度场、压力场、磁场等。这些物理场之间存在相互作用和影响，导致材料的弹塑性行为发生变化。研究多场耦合下的弹塑性行为有助于揭示材料在不同环境条件下的性能变化规律，为解决工程实际问题提供理论支持。详细描述多场耦合下的弹塑性行为总结词高性能计算在弹塑性力学中的应用是指利用高性能计算机进行大规模数值模拟和计算，以解决复杂的弹塑性力学问题。要点一要点二详细描述随着计算机技术的不断发展，高性能计算已成为解决复杂工程问题的重要手段。在弹塑性力学中，利用高性能计算机可以进行大规模数值模拟和计算，如有限元分析、有限差分法等。通过这些方法，可以模拟和分析复杂结构的弹塑性行为，为工程设计和优化提供依据。同时，高性能计算还可以加速新材料的开发和实验验证过程，提高研发效率。高性能计算在弹塑性力学中的应用PART 06参考文献123工程弹塑性力学（第2版），张俊，机械工业出版社，2018年。弹塑性力学基础，吴世伟，高等教育出版社，2010年。塑性力学引论，徐秉业，北京大学出版社，2014年。参考文献THANKS感谢观看2023 WORK SUMMARYREPORTING