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文档简介

关键词：切线模量

塑性分析什么是切线模量材料进入屈服阶段之后，无论是应力σ还是应变ε，其变化程度——Δσ、Δε都不再恒定，导致二者比值Δσ/Δε——即模量也不再是定值，此时的模量就叫做“切线模量”——Et（tangentmodulus），它数值上等于σ-ε曲线上某一点的斜率。如图1所示。图1

切线模量Et这里补充一句：其实严格来说，弹性模量E也是切线模量Et的一种，只是因为弹性阶段模量恒定，所以特殊照顾，给了个专门的称谓——弹性模量。正是因为弹性阶段和塑性阶段的模量不一样，我们在前面很多篇有关产品设计的帖文中都强调设计的前提是材料表现符合胡克定律，也就是要求材料行为表现处在弹性阶段。这是因为大多数工程设计都是基于材料变形可恢复的弹性设计法。然而，到了塑性变形阶段，虽然胡克定律不再适用，但是模量=Δσ/Δε的关系式依然成立，模量影响变形的机理依然适用。塑性阶段变形分析难就难在此时的模量始终是变化着的，并且一般来说越往后模量越小。在进行有限元分析塑性变形的时候，必然需要输入材质切线模量。严格来说如果想要精准计算出变形量，就需要输入每个点的切线模量，但是这显然很难（很难≠不可能）。虽然所能提供的数据越多分析结果越准确，但是关于本次产品优化，为了便于计算，小编采用了更为简便的方式。切线模量的确定根据小编有限的经验，一般有两种方法可以快速得到材料的切线模量。第一种方法是，通过检测材质机械性能得到σ-ε曲线，在曲线中找到屈服强度和极限强度，然后将二者连线，这条线段的斜率可以被粗略地认为是塑性阶段的切线模量。举个例子，如图2所示为某材料σ-ε曲线，屈服强度和极限强度连线的Δσ假设为300MPa，Δε假设约为0.06，那么这个阶段的切线模量就可认为是5GPa。图2

某材料σ-ε曲线第二种方法是，通过材料标准中所规定的其他性能参数计算切线模量，其实原理跟方法一类似，只是基于的数据不同。以Q355B为例，标准中规定Q355B的屈服强度不低于355MPa，抗拉强度470——630MPa，断后延伸率不低于21%。基于这些参数，我们可以得到Q355B的切线模量介于552MPa和1320

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