4种典型的非线性材料

介绍四种典型的非线性材料:
1.经典双线性随动强化 BKIN
2.双线性等向强化 BISO
3.多线性随动强化 MKIN
4.多线性等向强化 MISO
1.经典的双线性随动强化(BKIN)
使用一个双线性来表示应力应变曲线,所以有两个斜率,弹性斜率和塑性斜率,由于随动强化的Von mises屈服准则被使用,所以包含有鲍辛格效应,此选项适用于遵守Von Mises 屈服准则,初始为各向同性材料的小应变问题,这包括大多数的金属。
需要输入的常数是屈服应力和切向斜率,可以定义高达六条不同温度下的曲线。
注意:
1.使用MP命令来定义弹性模量
2.弹性模量也可以是与温度相关的
3.切向斜率Et不可以是负数,也不能大于弹性模量
在使用经典的双线性随动强化时,可以分下面三步来定义材料特性。
1.定义弹性模量
2.激活双线性随动强化选项
3.使用数据表来定义非线性特性


双线性等向强化(BIS0)
也是使用双线性来表示应力-应变曲线,在此选项中,等向强化的Von Mises 屈服准则被使用,这个选项一般用于初始各向同性材料的大应变问题。需要输入的常数与BKIN选项相同。
举例如下:
MP,EX,1,200e9
MP,NUXY,1,0.25
MP,GXY,1,150e9
TB,BISO,1
TBDATA,1,300e6,2000e6

多线性随动强化(MKIN)
使用多线性来表示应力-应变曲线,模拟随动强化效应,这个选项使用Von Mises 屈服准则,对使用双线性选项(BKIN)不能足够表示应力-应变曲线的小应变分析很有用。
需要的输入包括最多五个应力-应变数据点(用数据表输入),可以定义五条不同温度下的曲线。
在使用多线性随动强化时,可以使用与BKIN相同的步骤来定义材料特性,所不同的是在数据表中输入的常数不同,举例如下:

MPTEMP,,10,70
MPDATA,EX,3,,30ES,25ES
TB,MK2N,3
TBTEMP,,STRA2N
TBDATA,,0.01,0.05,0.1
TBTEMP,10
TBDATA,,30000,37000,38000
TBTEMP,70
TBDATA,,225000,31000,33000


多线性等向强化(MISO)
使用多线性来表示使用Von Mises屈服准则的等向强化的应力-应变曲线,它适用于比例加载的情况和大应变分析。
需要输入最多100个应力-应变曲线,最多可以定义20条不同温度下的曲线。
其材料特性的定义步骤如下:
1.定义弹性模量
2.定义MISO数据表
3.为输入的应力-应变数据指定温度值
4.输入应力-应变数据
5.画材料的应力-应变曲线
与MKIN 数据表不同的是,MISO的数据表对不同的温度可以有不同的应变值,因此,每条温度曲线有它自己的输入表。

来自仿真在线

<think>好的,我现在需要回答用户关于Ansys非线性材料库的使用方法和支持类型的问题。首先,我应该回忆一下Ansys中材料非线性的相关知识,特别是材料库的部分。 用户提到了参考的引用是关于非线性等向强化和随动强化的内容,这可能属于弹塑性材料模型。我需要确定Ansys支持哪些非线性材料模型,比如塑性、超弹性、粘弹性等。然后,是关于如何使用这些材料库的步骤,比如在Workbench中通过Engineering Data添加材料属性,选择相应的本构模型,并设置参数。 接下来,我需要考虑用户可能遇到的问题,比如如何选择正确的材料模型,参数设置时的注意事项,以及常见的材料类型支持情况。例如,非线性等向强化可能需要输入硬化模量或屈服准则的参数。同时,Ansys的文档和帮助资源也是需要提及的,这样用户可以进一步查阅详细信息。 另外,用户可能需要具体的操作步骤,比如在APDL中如何使用TB命令定义材料,或者在Workbench中的图形界面操作。同时,要确保提到的材料类型全面,比如蠕变、粘塑性、超弹性材料如Mooney-Rivlin模型等。 最后,生成的相关问题需要与非线性材料应用相关,比如如何选择本构模型、收敛性问题处理、材料参数获取方法等。这样用户如果有后续问题,可以沿着这些方向深入。</think>### Ansys非线性材料库使用方法及支持类型 #### 一、支持的非线性材料类型 Ansys支持多种非线性材料模型,主要包括: 1. **弹塑性材料** - **等向强化**:例如非线性等向强化模型,使用非线性函数拟合塑性段曲线[^1] - **随动强化**:如Chaboche模型,适用于循环加载场景 - **混合强化**:结合等向强化与随动强化特性 2. **超弹性材料** 支持Mooney-Rivlin、Ogden、Yeoh等模型,适用于橡胶类材料 3. **粘弹性/粘塑性材料** 包含时间相关的蠕变、松弛行为模型 4. **复合材料损伤** 如Hashin准则、Puck准则等渐进损伤模型 #### 二、使用方法 **方法1:Workbench环境** 1. 在`Engineering Data`模块中新建材料 2. 选择非线性属性类型(如Plasticity→Bilinear/Bi-viscous) 3. 输入参数(如屈服应力、硬化模量) 4. 通过`Graph`功能预览应力-应变曲线 **方法2:APDL命令流** ```apdl MP,EX,1,2.1e5 ! 定义弹性模量 TB,PLAS,1,1,2 ! 定义塑性表 TBDATA,1,400 ! 屈服应力 TBDATA,2,2000 ! 切线模量 ``` #### 三、关键注意事项 1. **材料参数单位一致性**:需与模型几何单位制统一 2. **收敛性控制**:建议分步加载,使用自动时间步长(AUTOTS) 3. **文档参考**:通过`Help→Mechanical APDL→Material Reference`获取详细本构方程 #### 四、典型应用场景 - 金属成型过程模拟(需大变形塑性) - 橡胶密封件压缩分析(需超弹性模型) - 高温部件蠕变寿命评估
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