弹塑性是指物体在外力施加的同时立即产生全部变形，而在外力解除的同时，只有一部分变形立即消失，其余部分变形在外力解除后却永远不会自行消失的性能。具有弹塑性的物体是弹塑性体。在弹塑性体的变形中，有一部分是弹性变形，其余部分是塑性变形。在短期承受逐渐增加的外力时，有些固体的变形分两个阶段，在屈服点以前是弹性变形阶段，在屈服点后是塑性变形阶段。

　　弹性是最常见的材料行为，而弹塑性是最常见、被研究得最透彻的材料非线性行为。采用屈服面、塑性势和流动定律的弹塑性力学模型，在20世纪初就已经建立起来。这些理论已经在金属等塑性领域获得了成功的应用，MSC Nastran较早版本即具备弹塑性分析的功能，但有些用户对MSC Nastran中的弹塑性分析功能比较陌生，下面以左侧固支、右侧均布600MPa拉伸力的带孔钢板为例进行一些操作介绍，便于用户掌握。

　　1.材料硬化曲线的定义

　　一般金属材料在屈服后存在硬化现象，为了比较准确得到结构、位移应力、应变等结果，一般需要定义材料的硬化曲线。该硬化曲线可以通过材料试验或查找有关材料手册而得。硬化曲线的定义可以通过Patran中的Field功能定义，注意独立变量为应变，所定义的曲线为总应变和应力的关系曲线，参见下图。

　　

 

　　曲线点输入结束后可以通过Show的功能显示曲线，可以很直观地检查曲线的正确性，如下图所示。

　　

 

　　2.材料属性的定义

　　对弹塑性分析，除了定义材料的弹性模量和泊松比外，还要定义材料的弹塑性部分，如果已经定义了硬化曲线，此时只要将硬化曲线选中即可，如下图所示。

　　

 

　　3.分析参数定义

　　首先要选择求解序列，MSC Nastran有很多求解序列可用于求解弹塑性问题，对于一般的弹塑性分析，经典的Sol106即可满足要求，如下左图所示。对于更复杂的弹塑性问题如有限应变的弹塑性问题可以选Sol400、Sol600或Sol700求解序列。

　　选择好求解序列后，要定义子工况的参数，对Sol106序列来讲，主要是定义求解的步数、矩阵更新方法、每次矩阵更新后用于迭代的次数。为保证收敛，下右图所示的例子中，采用了10个增量步、采用半自动的矩阵更新方法、每次矩阵更新只用于一次迭代即每次迭代都更新刚度矩阵。

　　

 

　　另外在输出定义中，一般要选上单元应变结果，因为塑形应变结果可以很直接地告诉我们结构何时进入屈服以及屈服区的大小。另外如果我们要看中间各步的结果，要在Intermediate output Option 右侧选Yes, 如下图所示。

　　

 

　　4. 塑性应变的后处理

　　对弹塑性分析，如果材料屈服了，所得到的最大等效应力通常比同等载荷条件下的弹性结果要小，整体应力分布趋于均匀，参见下图。

　　

 

　　除查看等效应力结果外，通常要查看等效塑形应变。一般情况下，塑性区只是结构的一小部分，如下图所示，只是在孔边应力集中区进入屈服，最大等效塑性应变为0.0234，不算很大，还属于小应变状态。