[科普中国]-塑性应变增量

塑性应变增量指的是在一般加载条件下，金属塑性变形过程中应力的增加量。

塑性理论的发展在20世纪50年代，经典塑性理论有了很大的发展，表现在：（1）极限分析的基本定理（Drucker等，1952）；（2）Drucker假设或稳定材料的定义（Drucker，1951）；（3）正交性条件的概念或关联流动法则（Drucker，1960）等的建立和发展。理想塑性体的极限分析理论产生了能更直接地估计结构和土体承载力的实际方法（Chen，1982，Chen和Liu，1990）。稳定材料的概念提供了一个统一的方法和塑性体的应力－应变关系的广义观点。正交性条件的概念提供了塑性应力－应变关系的屈服准则或加载函数之间的必要联系。所有的这些进展导出了金属塑性经典理论严格的基础，也为后来土体、岩石和混凝土类的其他材料的更复杂的塑性理论发展打下了基础。1

加载准则在应力空间上的屈服面确定了当前的弹性区的边界。如果一个应力点在屈服面的里面，就称之为弹性状态而且只有弹性特性；如果一个应力点在屈服面上，其应力状态为塑性状态，产生弹性或者弹塑性特性。

对于强化材料，如果应力状态趋向于移出屈服面的趋势，则可获得一个加载过程，而且能观察到弹塑性变形；会产生附加的塑性应变且当前的屈服（或加载）面构形也会发生改变，使应力状态总保持在后继加载面上。如果应力状态有移进屈服面以内的趋向，则称为卸载过程，此时只有弹性变形发生，加载面仍然保持原样。应力从塑性状态开始改变的另一种可能就是应力点沿着当前屈服面移动，这个过程叫做中性变载，与其相关的变形是弹性的。

塑性应变增量的要点传统的弹塑性本构方程在描述金属等材料的力学响应时获得了很大的成功,但由于岩土材料的变形特性与金属材料有显著的差别,故有必要对传统的弹塑性本构方程进行改进,从而可以更好地反映岩土材料的力学特性。传统的塑性增量理论表达金属等材料的本构关系时主要考虑以下几个方面:(1)存在一个不变的正定的弹性矩阵,联系应力和弹性应变;(2)屈服函数(或加载函数)作为塑性势函数,即采用关联的流动法则;(3)变形过程中加载面向外扩大或保持不变,即符合应变硬化或理想弹塑性变形规律。2

本词条内容贡献者为:

李晓林 - 教授 - 西南大学