力学季刊

作者：王晓明, 马海鹏, 陈德田, 叶东杰, 叶继红

关键词：率无关；疲劳；欧拉表述；光滑连续；塑性强度

本文提出一个统一形式的自由率无关弹塑性模型来模拟金属材料在反复加载-卸载荷载下的疲劳现象．基于欧拉表述的对数客观率所构建的本构方程，能够解决弹性部分不可积分、剪切振荡等问题，其所推导出的应力-应变关系在变形全程可以始终保持光滑连续．新模型将屈服条件和加载-卸载条件作为内部特征包含于本构方程内部，不必额外考虑，从而减少了计算难度，这样的模式更加贴近材料实际的变形行为．以最简单的无硬化情况为例进行推导，得到金属材料在加载-卸载作用下的应力-应变关系．即使应力水平低于通常所说的屈服应力，在变形任意阶段都有可能产生塑性变形和塑性功，这样就能合理解释并预测高周疲劳产生．提出屈服强度随着塑性功变化的规律：当塑性功达到某一临界值，屈服强度接近0，表示材料失去抵抗变形的能力，从而发生疲劳破坏．结果表明，基于新模型得到的结果可以精确匹配和预测实验数据，为金属材料的设计提供了新的思路．

来源：2025年第4期

《力学季刊》期刊编辑部

查看力学季刊杂志2025年第4期