在ANSYS Workbench中，材料屈服失效准则是用于预测材料在承受外载荷时是否会发生屈服失效的重要工具。屈服准则帮助分析结构在载荷作用下的强度和可靠性，并可以预测何时以及何地可能发生材料的屈服失效。这些准则广泛应用于非线性静力分析、动态分析等场景中。常见屈服失效准则包括Tresca Stress Criterion、von Mises Stress Criterion、Mohr-Coulomb Criterion、Drucker-Prager Criterion以及Hill Yield Criterion等。工程上应用最多的是Tresca Stress Criterion和von Mises Stress Criterion。1、Tresca Stress Criterion（特雷斯卡应力准则）
也称为最大剪切应力准则（Maximum Shear Stress Criterion），是一种经典的屈服准则，用于预测材料在受力时何时会发生屈服。它主要用于分析延性金属材料的塑性行为，特别是在剪应力主导的应力状态下。Tresca准则基于最大剪切应力理论，认为材料的屈服发生在最大剪应力达到材料的屈服剪应力（也称为极限剪应力）时。具体来说，该准则假设材料的屈服是由于材料内部的剪切滑移引起的。因此，无论在什么应力条件下，当材料中某处的剪应力超过材料的剪切屈服强度（单向拉伸时的极限值）时，材料便会开始屈服。![]()
其中，σ1和σ3分别是材料在某点处的最大和最小主应力。2、von Mises Stress Criterion（冯·米塞斯应力准则）
也称为等效应力准则或形状改变比能准则，是一种广泛应用于塑性材料（尤其是延性金属）的屈服准则。该准则认为，材料的屈服取决于其内部变形能量的积累，而不单单由某一方向的应力引起。它是一种更全面的屈服预测方法，尤其适用于复杂应力状态下的材料。von Mises准则基于形变能理论，它假设材料的屈服不是由总应力的大小决定，而是由材料内的剪切变形能积累到某一临界值（单向拉伸时的极限值）时发生。形变能可以看作是材料在变形过程中所储存的能量。对于三维应力状态，
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其中，σv是von Mises等效应力，σ1、σ2、σ3分别是材料在某点处的主应力。3、Mohr-Coulomb Criterion（莫尔-库伦准则）
Mohr-Coulomb准则是广泛用于土壤、岩石、混凝土等脆性材料的经典屈服准则。它基于材料的剪切破坏理论，描述了脆性材料在应力作用下的屈服或破坏条件。该准则考虑了材料的剪应力和法向应力的组合对破坏的影响，是岩土工程和结构力学中的重要工具。
Mohr-Coulomb准则结合了库伦剪切破坏理论和莫尔应力圆理论。库伦理论描述了材料的抗剪强度与法向应力之间的关系，而莫尔应力圆用于表示材料在不同应力状态下的屈服条件。Mohr-Coulomb准则的基本形式为，
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其中，τ是材料的剪应力；σn是作用在破坏面上的法向应力（正应力）；c是材料的内聚力，它反映了材料在没有法向应力时抵抗剪切破坏的能力；ϕ是材料的内摩擦角，表示材料对法向应力的敏感度。4、Drucker-Prager Criterion
Drucker-Prager准则是一种用于描述材料在三维应力状态下屈服或破坏的准则，特别适用于土壤、混凝土和其他脆性材料。该准则是基于von Mises Stress准则和Mohr-Coulomb准则的扩展，适合用于具有非线性屈服行为的材料。它在岩土工程、结构工程和材料科学中广泛应用。Drucker-Prager准则的基本形式可以表示为，f(I1,J2)=0
其中，![]()
是应力张量第一不变量，代表主应力的总和。![]()
是应力偏张量第二不变量，表示剪应力的平方和。
5、Hill Yield Criterion
Hill屈服准则是一种各向异性材料屈服准则，广泛应用于金属材料的塑性变形和成形分析中，尤其适用于分析金属薄板材料和其他呈现出不同方向力学性能的各向异性材料的屈服行为。![]()
其中，σeq为等效应力。σ1,σ2,σ3为主应力。τ12,τ23,τ31为相应的剪切应力。H,F,G为与主应力差相关的屈服参数。N,L,M为与剪切应力相关的屈服参数。
