流動規則

流動規則，又稱正交定律，確定塑性應變增量方向，亦即塑性應變增量各分量間的相互關係的一條規定。如果塑性勢面同屈服面重合，這個流動準則稱為相關聯的流動規則，否則稱為不相關聯的流動規則。彈塑性不相耦合的材料應採用相關聯的流動規則。

基本介紹

• 中文名：流動規則
• 外文名： flow rule 
• 學科：土力學
• 定義：確定塑性應變增量方向
• 分類：不相關聯與相關聯流動規則
• 領域：彈塑性模型理論

簡介

流動規則，是彈塑性理論中一個概念，用以確定塑性應變增量向量的方向的規則或者確定塑性應變增量各分量的比例關係，塑性應變增量向量正交於塑性勢面。這一規則的實質是假設在應力空間中一點的塑性應變增量的方向是惟一的，即只與該點的應力狀態有關，與施加的應力增量方向無關。

土的彈塑性模型理論

統一本構模型方法是從材料的巨觀和微觀兩方面入手，將巨觀和微觀相結合的研究方法。統一本構模型套用熱力學內變數理論，將材料的巨觀變形與代表材料微觀結構變化的內變數相結合，能夠很好地反應材料的各種變形和記錄應力歷史。統一本構理論摒棄了傳統的屈服面理論，連續地描述材料的變形過程，能夠更準確地反映材料各種變形之間的聯繫。研究如何根據彈塑性理論建立土的本構模型的理論。將土的應變分為可回復的彈性應變和不可回復的塑性應變兩部分，分別採用彈性理論和塑性增 量理論計算。塑性增量理論包括三個部分： ①土的屈服面理論，屈服面是應力六維空間中的五維表面。屈服面通常是凸的，屈服面內部的應力狀態是彈性的。當應力狀態位於表面上時，材料被稱為已經達到其屈服點，並且材料據說已經變成塑膠。材料的進一步變形會導致應力狀態保持在屈服面上，即使表面的形狀和尺寸隨著塑性變形的發展而發生變化。這是因為位於屈服面之外的應力狀態在速率無關塑性方面是不允許的，儘管不是在某些粘塑性模型中；②土的流動規則理論；③土的加工硬化理論，決定一個給定的應力增量引起的塑性應變增量的一條準則。

塑性形變

塑性是指材料或物體在受力時，如應力超過屈服點後仍能繼續形變而不立刻發生斷裂，當外力撤消後，仍有部分剩餘的永久性形變，不能恢復原來大小和形狀的性質。塑性的大小通常以延伸率或斷面的收縮率來度量。任何物體在外力作用下都會發生形變，當形變不超過某一限度時，撤走外力之後，形變能隨之消失，這種形變稱為彈性形變。如果外力較大，當它的作用停止時，所引起的形變並不完全消失，而有剩餘形變，稱為塑性形變。工程材料受到應力的作用，都會產生應變。當應力較小時，將產生彈性應變，即符合應力與應變成正比關係（虎克定律）的應變，這種應變在應力消失時也隨之消失。當應力增大到一定值後，應力與應變不再成正比關係，應力消失後將留下永久性的變形，稱為塑性應變。金屬在產生塑性應變時，伴隨應變硬化。例如反覆彎曲一根鐵絲時，會感到越彎越硬，最後直至塑性消失而斷裂。金屬原子依金屬鍵結合，在常溫下具有塑性應變的能力。工程上有多種方法利用金屬的塑性變形能力，使金屬製件成形，同時還可提高製件的強度和硬度。這種通過金屬塑性應變產生的硬化，稱之為應變硬化或加工硬化。以經典塑性力學的增量理論(亦稱為流動理論)為基礎的塑性模型，是描述材料在塑性狀態時應力與應變速度或應變增量之間關係的理論。增量理論是在正交法則和屈服面概念的基礎上建立起來的，包括理想彈塑性模型和應變強化塑性模型。理想彈塑性模型建立在理想彈塑性理論基礎上，用於計算混凝土塊、梁、板等結構的破壞荷載。在這種模型中， 鋼筋混凝土非線性不可恢復的力學特性，可以用理想塑性材料模擬，以理想塑性流動曲面作為在多軸應力狀態下混凝土的破壞判別依據。但是，理想塑性材料模擬也不能反映滑移和微裂的影響，不能表達應變強化和裂後峰值現象。