仿真结果超出屈服强度，一定会失效吗？
01
—
失效模式
过量塑性变形/坍塌：
局部小区域的屈服通常不会导致整体坍塌。需要评估应力分布后，其他关键区域的应力是否仍在安全范围内，整体变形是否满足要求。
疲劳失效：
这是应力集中点最需要警惕的失效模式！
即使初始载荷下只发生微小屈服，循环载荷下在应力集中点附近反复的塑性应变会显著加速疲劳裂纹的萌生和扩展。必须进行疲劳分析。
脆性断裂：
如果材料韧性差（低温、大截面、存在缺陷），应力状态是三向拉应力（抑制塑性变形），即使名义应力不高，局部的应力集中也可能引发脆性断裂。
需要评估材料的断裂韧性。
蠕变失效：
在高温下，即使应力低于屈服强度，持续的载荷也会导致缓慢变形（蠕变）。在应力集中点，蠕变速率会更高。高温应用必须考虑蠕变寿命。
稳定性失效（屈曲）：
如果应力集中点位于薄壁受压或受剪区域，局部屈服可能降低局部刚度，诱发局部屈曲。
02
—
关键判断方法
非线性有限元分析：
非线性FEA（弹塑性分析）可以模拟局部屈服、塑性区扩展和应力重分布过程，直观地观察结构在超过屈服点后的行为、整体变形和是否会发生塑性坍塌。
可以帮助更精确地计算局部应变，用于疲劳分析。
关键因素为使用塑性材料模型，详情见历史文章
塑性区尺寸评估：
估算在最大载荷下，应力集中点周围形成的塑性区尺寸。
如果塑性区尺寸远小于部件的特征尺寸（如壁厚、裂纹长度等），并且被弹性区完全包围，则通常认为局部屈服是可控的，不会导致整体失效（除非是疲劳或脆断问题）。常用Irwin塑性区尺寸公式进行估算。
比如下图中的这种：
S-N曲线（应力-寿命法）：
使用考虑了应力集中系数、表面状况、尺寸效应、平均应力修正的修正S-N曲线进行寿命估算。
局部应变法：
当存在局部塑性变形时，这种方法更准确。
它使用材料的循环应力-应变曲线和应变-寿命曲线，直接计算应力集中点处的局部应变幅，进而预测疲劳寿命。
这是分析高应力集中点疲劳问题的首选方法。
断裂力学方法：
如果假设存在初始缺陷（裂纹），计算应力强度因子，并与材料的断裂韧性对比，评估裂纹是否会扩展。
断裂韧性评估：
评估材料在工作温度下的断裂韧性。
评估应力集中点的应力状态（是否接近三向拉应力）。
评估是否存在潜在的缺陷（如夹杂物、微小裂纹、焊接缺陷等）。如果材料韧性低、应力状态严苛、存在缺陷风险高，则局部高应力点引发脆断的风险增大。
安全系数：
即使分析表明安全，也需要应用适当的安全系数（基于失效后果的严重性、载荷和材料性能的不确定性、分析方法的精度等）。对于关键部件或失效后果严重的场合，安全系数要求更高。
