屈服准则用于判断材料在受到应力作用下是否开始发生塑性变形。常见的屈服准则包括Tresca准则、Von Mises准则、Mohr-Coulomb准则等。这些准则在主应力空间中定义了屈服面或屈服曲面,其中Φ角是这些曲面中的一个重要参数。
Tresca屈服准则
Tresca屈服准则认为当最大剪应力达到一定值时,材料开始屈服。在主应力空间中,Tresca屈服曲面是一个正六面柱体,其角度Φ为60度1。
Von Mises准则
Von Mises准则考虑了所有方向上的切应力对屈服的影响,认为当八面体剪应力达到一定值时,材料发生屈服。在主应力空间中,Von Mises屈服曲面是一个圆柱体,其角度Φ为45度12。
Mohr-Coulomb准则
Mohr-Coulomb准则基于最大剪应力和法向应力的组合来判断材料是否屈服。在主应力空间中,Mohr-Coulomb屈服曲面是一个不规则多面体,其角度Φ取决于材料的内摩擦角和凝聚力13。
不同屈服准则的应用场景和优缺点
Tresca准则:适用于剪应力占主导的情况,但未考虑中间主应力的影响。
Von Mises准则:适用于大多数金属材料,考虑了所有方向上的切应力,但不适用于土壤和脆性材料。
Mohr-Coulomb准则:适用于脆性材料如岩石和混凝土,考虑了正应力和剪应力的综合作用,但计算复杂度较高12。
有限元计算中基本概念之屈服准则
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