Chaboche随动强化模型的数值计算方法研究

"叠加型A-F类随动强化模型塑性应变的数值计算法 (2006年)，高炳军，陈旭" 本文详细介绍了如何在数值计算中应用叠加型Armstrong-Frederick (A-F) 类随动强化模型来处理金属材料的循环塑性行为，特别是棘轮效应。Chaboche在1989年提出的叠加型A-F类随动强化模型是研究材料随动强化规律的重要理论基础，它可以更准确地描述材料在多轴加载下的变形行为。 文章首先基于Misses屈服准则和正交流动准则，推导了叠加型A-F类随动强化模型塑性应变的数值计算公式。这个过程涉及到四阶Runge-Kutta法和径向返回法的结合使用，以实现内部平衡迭代。四阶Runge-Kutta法是一种常用的数值积分方法，用于求解微分方程；径向返回法则是一种处理塑性流动的有效方法，确保材料在屈服条件下的应力更新始终保持在屈服面内。 在推导过程中，作者还提出了统一的切向矩阵，该矩阵有助于确定每次平衡迭代后的试算应变，这是计算过程中不可或缺的一部分。通过利用ANSYS软件提供的用户程序接口（UPFs），可以将这种数值计算方法嵌入到ANSYS有限元程序中，从而在实际工程分析中应用这一理论模型。 文章通过使用四边形单元模拟单轴循环加载情况下的棘轮应变，验证了所提出的数值计算方法的准确性。计算结果与实验数据吻合良好，表明这种方法在模拟材料循环加载行为时的有效性和可靠性。 关键词包括随动强化、塑性、棘轮效应、数值计算和ANSYS，表明文章主要探讨的是材料科学与工程领域中的一种重要计算技术，它对理解和预测金属材料在循环载荷下的行为具有重要意义。此外，由于涉及了ANSYS的应用，这也为工程实践提供了实用工具。 这篇文章为金属材料的循环塑性行为研究提供了一种有效的数值计算方法，并展示了如何将理论模型实际应用于工程软件，对于材料科学和有限元分析的交叉领域具有很高的参考价值。