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Abaqus默認的塑性材料特性應用金屬材料的經(jīng)典塑性理論，采用Mises屈服面來定義各向同性屈服。

金屬材料的彈塑性變形行為可以簡述如下（見圖1）：在小應變時，材料性質基本為線彈性，彈性模量E為常數(shù)；應力超過屈服應力（yield stress）后，剛度會顯著下降，此時材料的應變包括塑性應變（plastic strain）和彈性應變（elastic strain）兩部分；在卸載后，彈性應變消失，而塑性應變是不可恢復的；如果再次加載，材料的屈服應力會提高，即所謂的加工硬化（work hardening）。

需要說明的是：在比例加載時（即加載過程中主應力方向和比值不變），大多數(shù)材料的PEMAG和PEEQ相等。這兩個量的區(qū)別在于，PEMAG描述的是變形過程中某一時刻的塑性應變，與加載歷史無關，而PEEQ是整個變形過程中塑性應變的累積結果。例如，單向拉伸一個圓柱體，使其發(fā)生塑性應變，再通過單向壓縮使其恢復初始長度，則最終的PEMAG為0，而PEEQ是拉伸和壓縮過程中塑性應變的累積。

等效塑性應變PEEQ大于0表明材料發(fā)生了屈服。在工程結構中，等效塑性應變一般不應超過材料的破壞應變（failure strain）。對于金屬成形等大變形問題，應根據(jù)生產(chǎn)工藝要求來確定許可的等效塑性應變量。

Abaqus/Standard無法準確模擬構件因塑性變形過大而破壞的過程，此問題應使用Abaqus/Explicit來分析，詳見Abaqus 幫助文件《Abaqus Analysis User’s Manual》的第11.6節(jié)“Progressive damage and failure”。

在Abaqus中進行彈塑性分析時，最主要的操作是按照下面介紹的方法來定義塑性材料數(shù)據(jù)（即應力應變關系）。如果模型的位移較大，則應將幾何非線性參數(shù)Nlgeom設置為ON，對應的關鍵詞為*STEP, NLGEOM=Yes。

需要注意的是：彈塑性分析中并不一定總要考慮幾何非線性。“幾何非線性”的含義是位移的大小對結構的響應發(fā)生影響，例如大位移、大轉動、初始應力、幾何剛性化和突然翻轉等。

*MATERIAL,  NAME = <材料名稱 >

……

*PLASTIC

<屈服點處的真實應力 >,  0

<真實應力 >,  <塑性應變 >

……

需要注意的是：關鍵詞 *PLASTIC下面第一行中的第二項數(shù)據(jù)必須為0，其含義為：在屈服點處的塑性應變?yōu)?。如果此處的值不為0，在運行時會出現(xiàn)以下錯誤信息:“***ERROR: THE PLASTIC STRAIN AT FIRST YIELD MUST BE ZERO”。

例如，下面的語句定義了圖2所示的塑性材料數(shù)據(jù)（鋼材的單軸壓縮試驗）：

*Material, name=Material-1

*Elastic

210000., 0.3

*Plastic

418, 0

500, 0.01581

605, 0.02983

695, 0.056

780,    0.095

829,     0.15

882,     0.25

908,     0.35

921,     0.45

932,     0.55

955,     0.65

988,    0.75

1040,    0.85

曹金鳳，青島理工大學副教授
SIMULIA 冠軍項目成員

曹金鳳于2007年在中國礦業(yè)大學（北京）獲得博士學位。她擁有20年以上的Abaqus使用經(jīng)驗。她從2007年起在青島理工大學工作，是機械和汽車產(chǎn)業(yè)領域仿真技術的積極推廣者。

曹金鳳擁有豐富的SIMULIA經(jīng)驗，尤其熟稔Abaqus，這是因為她從碩士研究生學習期間就開始使用Abaqus。她出版了有關Abaqus和Python的六部著作，并擁有一個粉絲在10000人左右的Mechanis_Abaqus微信公眾號，每年有3萬多人閱讀她在公眾號上發(fā)表的SIMULIA文章。她于2009年在青島設立Abaqus培訓中心，致力于向學生和工程師開展Abaqus/CAE和SIMULIA產(chǎn)品培訓，該中心已培訓了1000多名學生。此外，她還錄制了120多個小時的教學視頻，獲得了超過10萬次的點擊量。

在閑暇時間，曹金鳳喜歡通過仿真秀CAE仿真論壇向他人傳授知識，解答問題，從而提高自身技能和經(jīng)驗水平。