在定义固体力学设计或分析问题的材料时，材料数据通常由测试实验室给出或在文献中找到。我们可以使用单轴拉伸测试数据来定义延性材料的塑性。

1. 定义材料进入塑性的屈服点
2. 决定是否应使用完美塑性或硬化，完美塑性会导致结果保守
3. 如果考虑硬化，则需要定义硬化模型

我们之前讨论过屈服准则，应力状态达到屈服面后会发生什么？材料屈服后是否仍具有进一步的强度？

完美塑性

除了测量的应力强度曲线通常不是平滑的曲线之外，几乎不可能直接使用原始数据进行材料的计算模拟，因此我们通常做的是通过低阶函数来简化这些复杂的曲线，这样一些不必要的细节就可以被简化。

金属塑性

我们了解了金属材料的特征和塑性变形行为，现在的问题是，我们如何在固体力学分析中以数学方式表示此类材料的特征？

• 在测试实验室中，工程师可以测量材料的测试结果，例如单轴拉伸测试的数据
• 在分析中使用此类测试数据的一般方法是将它们拟合到数学模型中
• 例如，如果测得应力和应变之间的关系在一定范围内几乎呈直线，则材料可以建模为线弹性，材料的行为可以通过单轴方向的杨氏模量来捕获

延展性和脆性材料

想象一下，您是第一个发明汽车或回形针的人。您会选择什么样的材料来生产它们？当酒杯从你手中滑落时，你最害怕的是什么？ 当您享用威化棒时，您希望它是松脆的还是有嚼劲的？

材料因其性质和特性而被用于不同的行业和领域。对于工程师来说，了解材料在负载下的表现对于设计和分析非常重要。

为了进行任何应力分析，我们需要指定作用在结构上的载荷，以研究应力模式以及适当的支撑。

在所有加载条件中，最常用的是力和压强。根据定义，压强是单位面积上的力，从而将压强与力联系起来。作为新用户，在决定针对给定情况使用哪种加载条件时常常会感到困惑 例如，在砖块放在桌子上的情况下，如果我们想分析桌子上的应力模式，我们可以用负载条件代替砖块的重量。那么，您会使用力还是压强来表示砖块的重量？

如果你观察蝴蝶或海星，除了它们漂亮的颜色之外，一个突出的独特特征是它们的对称性。同样，工程系统，如建筑物、飞机、或者汽车具有对称的形状。设计师在创建模型时通常会利用对称性。只需要对对称模型的一半进行建模，可以使用诸如镜像或截面复制之类的建模工具来生成整个模型。分析人员在分析对称结构时是否也可以利用对称性？这个问题的答案是肯定的。在本讲座中，我们将讨论何时施加对称边界条件是有利的使分析在计算上更加高效和准确。另一方面，我们将指出不应使用对称边界条件的情况。

一个常见的问题是：我们如何在分析中利用对称性？某些分析可能需要大量内存和计算时间才能获得解决方案。如果几何形状、材料方向、载荷和预期响应都关于同一平面对称，我们可以利用平面对称的优势，仅对实际结构的一部分进行建模，以减少分析运行时间和内存需求。此外，在对称模型中可以使用更精细的网格，从而比具有相似数量的节点和元素的粗网格完整模型获得更准确的解决方案。

在执行静态分析时，我们需要始终牢记需要完全约束模型。这并不意味着我们必须过度约束模型，而是我们必须拥有最佳边界条件才能成功且准确地完成分析。

人们在执行静态分析时常犯两个错误。

第一个是在执行静态分析时遇到超出自由度限制和出现的类似错误，另一种是在执行自由热膨胀或惯性释放时过度约束模型，导致不切实际的应力。

在本讲座中，我们将讨论正确约束模型的重要性以及用户为实现这一目标可能遵循的最佳策略。

在有限元分析中，边界条件是决定结果成败的关键部分！是什么让边界条件如此特别？我们知道，我们的分析中有不同的可变性来源 – 例如，我们有几何形状、材料属性、载荷等。

模拟中变异的来源

假设在模拟中，我们施加在系统上的负载偏差 5%，那么我们知道在线性分析中产生的应力或变形也会偏差 5%。然而，对于边界条件，则是另一回事了。如果使用不适当的边界条件，模拟可能会很不正确。在许多情况下，边界条件的选择可以完全改变我们正在解决的问题的性质。因此，正确考虑模型支撑的选择非常重要。考虑到要解决的模拟问题，确定使用哪些支撑可能是我们思考过程的第一步。该讲座将帮助您了解不同的支撑类型，以便您可以确定针对不同情况使用哪种支撑。

在有限元分析中，零件的几何形状被划分为多个称为网格的小单元。虽然所有解的精度取决于网格的密度，但与位移和力反作用等节点解相比，应力和应变等元素解具有更强的依赖性。因此，如果目标是计算位移和反作用力，那么可能会得到相对较粗略的结果。

但如果目标是计算应力和应变，则建议使用更精细的网格。更精细的网格会增加计算成本，这可能会成为较大组件的瓶颈。 局部网格控制可以帮助实现一定的效率，但在大型装配体的情况下，即使较粗的网格也可能已经表现出较高的计算成本。