【摘 要】
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材料的本构研究是数值模拟中重要的一环,而大多数金属材料由于承受反向加载时呈现拉压不对称性,即包辛格效应,因此在有限元模拟中需要更为精确的硬化准则。目前,为了解决该问题,主要采用随动硬化模型和混合硬化模型,但由于其原理的限制性,并不能取得很好的效果。本文选用Barlat等人提出的一种扭曲硬化模型,即齐次各向异性硬化（HAH）模型,由于其具有良好的适用性和灵活性,可以更好的描述金属材料在承受反向载荷时
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材料的本构研究是数值模拟中重要的一环,而大多数金属材料由于承受反向加载时呈现拉压不对称性,即包辛格效应,因此在有限元模拟中需要更为精确的硬化准则。目前,为了解决该问题,主要采用随动硬化模型和混合硬化模型,但由于其原理的限制性,并不能取得很好的效果。本文选用Barlat等人提出的一种扭曲硬化模型,即齐次各向异性硬化（HAH）模型,由于其具有良好的适用性和灵活性,可以更好的描述金属材料在承受反向载荷时的包辛格效应、瞬时硬化效应、永久软化效应和硬化停滞现象。（1）采用Matlab软件对HAH硬化模型的后继屈服面进行了绘制,探讨了各参数对后继屈服面扭曲的影响。（2）本论文在弹塑性理论的基础上,将HAH硬化模型放在对数共旋坐标体系下,利用内禀耗散不等式、最大塑性耗散准则、屈服函数的凸特性进行条件的约束优化,构建了相应的有限变形弹塑性理论。（3）为了在ABAQUS子程序UMAT中实现该理论,推导了HAH模型的四种应力更新算法:全显式向前欧拉积分算法、修正后向前欧拉积分算法、半隐式切平面算法与全隐式的向后欧拉积分算法。（4）在ABAQUS有限元软件中对HAH模型的大变形弹塑性理论进行了数值实现。对比了四种应力更新算法程序的准确性与收敛性,验证了收敛性与增量步大小的关系。
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