Abaqus材料非线性是什么

Abaqus提供了许多材料本构，除了弹性性质，还提供了各种塑性本构模型。通常，为了精确建模材料，进行相关测试。本文着重讲解工程应力-应变和真应力-应变之间的区别，以及如何通过Abaqus/CAE或Excel表将工程应力-应变转换为真应力应变。

不同的工程材料在相同的加载方式下表现出不同的行为/趋势。更传统的工程材料，如受拉混凝土、玻璃金属和合金，表现出较好的线性应力-应变关系，直到屈服开始（材料在卸载时恢复其原始形状），而其他更现代的材料（如橡胶、聚合物）在外部加载时直接表现出非线性应力-应变关系。

另外，不同的工程材料在塑性区域内（即在载荷移除后仍存在一些永久变形的区域）也具有不同的应力-应变趋势。脆性材料通常在屈服后甚至在屈服点处断裂（失效），而合金在失效前塑性变形。

为了模拟材料行为，通常通过测试生成应力-应变曲线，当然所进行的测试类别应与材料在使用中承受的负载类型相关。大多数金属材料如下图左，在低应变时具有良好的线性应力-应变关系，但在高应变时，材料屈服，应力-应变为非线性关系，且不可逆。塑胶材料与此类似，区别在其缓慢屈服，如下图右。

用于应力-应变曲线输出的相关测试是单轴拉伸测试，韧性钢的典型应力-应变如下图所示。该图中显示的应力和应变分别称为工程应力和工程应变。它们将钢试样的当前状态与其原始未变形的自然状态（通过初始横截面和初始长度）相关联。从图中可以清楚地看到屈服点以及塑性区域和断裂点（当样品断裂时）。

在塑料区域内，区分了两个子区域，即加工硬化区域和颈缩区域。这两个区域由材料的极限拉伸强度（UTS）点分开，表示样品可承受的最大拉伸应力。