在研究物體的彈塑性的時候，持續施加外力載荷，物體會從彈性變化區域到塑性變化區域，中間過渡區域稱為彈塑性過渡區。
基本介紹
- 中文名：彈塑性過渡區
- 套用領域：材料疲勞分析
彈塑性過渡區應力奇異的解決思路,彈塑性過渡區的有限元方法,變形狀態,
彈塑性過渡區應力奇異的解決思路
採用彈塑性有限元法、藉助大型商業有限元軟體對汽輪機葉片進行應力分析時,彈塑性過渡區應力的計算值有時會高於塑性區應力的計算值,即會產生應力奇異現象。為分析產生這一現象的原因,以8節點六面體單元為例,研究有限元法計算應力的過程,並在理想彈塑性的條件下,採用有限元法和解析法計算彈塑性過渡區單元節點應力。研究發現,有限元法通常採用高斯積分點應力值外推插值法得到單元節點應力,當單元一部分位於彈性區、另一部分位於塑性區時,這種外插算法會導致節點應力計算值高於結構的實際應力,甚至超出理想彈塑性材料的屈服極限,從而造成應力奇異。研究表明,在葉片彈塑性的有限元分析中,採用相鄰高斯積分點應力加權平均的方法計算單元節點應力,可有效避免彈塑性過渡區應力產生奇異的現象。
彈塑性過渡區的有限元方法
1、運用分段線性化的求解思想。對物理非線性問題，通常採用分段線性化的純增量法和逐次疊代的方法求解。即將載入過程分成若干個增量步，選擇其中任意一個增量步建立它的增量平衡方程並求解，對整個過程的求解有普遍意義。
2、求解增量平衡方程和切線剛度矩陣。在有限元分析中，作為初始參數應把這一曲線輸入（用函式或數字的形式），在載入過程中彈塑性矩陣不斷地修改，根據當前的應力或應變來確定。
變形狀態
三種變形狀態
彈塑性變形體中，在一個載荷增量步內可能有三種變形狀態：
1）彈性區：載入前後均處於彈性狀態，故採用彈性陣不變。
2）塑性區：載入前後均處於塑性狀態，其彈塑性矩陣由塑性增量理論確定（與當前應力水平和塑性變形增量的總量有關）
3）過渡區：載入前處於彈性狀態，載入後進入塑性狀態，所以，在這一過程中採用彈性矩陣或最終的都不合適，必須尋找一個合適的彈塑性矩陣。
