原文地址:我是如何理解“Drucker公设”的
学过「弹塑性力学/塑性力学」的伙计们八成对“Drucker公设”都不陌生。说起来惭愧,当初上《弹塑性力学》的时候,大部分时间都在瞌睡,可即便如此,依稀也记得老师说过这是个很重要的假设。
书到用时方恨少,如今想来虽然后悔,却也深知人生大抵如此。从头再看,才深觉这真的是个很神奇的假设。
先说说“Drucker公设”的教科书表述[1]:对于处在某一状态下的稳定材料的质点(试件),借助于一个外部作用在其原有应力状态之上,缓慢地施加并卸除一组附加应力,在附加应力的施加和卸除循环内,外部作用所作之功是非负的。
Q1:如何理解“Druker公设”与“关联流动法则”(或称正交流动法则)的关系。
这个也正是我看来这一假设最神奇之处,没想到一个宽泛的非负限制竟可以得到如此具体的结论。
要分析这个问题,只需要取一特例即可。
设质点的应力状态位于屈服面上,然后考虑施加附加应力。由屈服面的定义不难理解,如果应力朝着屈服面外的方向变化,则该点将发生塑性流动,反之,如果应力朝着屈服面内的方向变化,则该点将退回到弹性状态。
PS:怎样衡量应力变化方向是朝内还是朝外呢?方法也很简单,只要应力增量与屈服面外法线的方向的夹角是锐角,则可知应力是朝着屈服面外变化的,也就意味着该点将进入塑性流动状态,也即加载;反之,应力增量与屈服面外法线的方向的夹角不是锐角:要么是直角,意味着该点应力状态沿着屈服面移动,依然处于弹塑性临界状态,即中性变载;要么是钝角,意味着该点将退回弹性状态,也即卸载。
我们研究的是塑性流动的方向,因而要考虑的是产生塑性流动的情况,也就是应力增量与屈服面外法线的方向的夹角是锐角的情况。
施加附加应力并卸载的过程可以分解为以下2个过程:
① 由σ-->σ+dσ:这一环节内,伴随dσ的施加,该点会产生弹性变形,当应力达到σ+dσ时产生塑性应变dεp。由于应力状态的改变,同时屈服面会扩大,初始状态σ由屈服面上变成在屈服面内部;
② 由σ+dσ-->σ:这一环节属于弹性变化,不会产生新的塑性变形。随着附加应力的消失
