具有动态接触边界自动识别功能的刚(粘)塑性无网格RKPM法

将刚(粘)塑性流动理论与再生核质点法(RKPM)相结合,提出了基于刚(粘)塑性不可压缩材料的无网格RKPM法.分别采用边界奇异权法和修正的罚函数法处理本质边界条件和体积不可压缩条件,根据刚(粘)塑性材料的不完全广义变分原理,推导了金属塑性成形过程无网格RKPM法数值模拟的刚度方程.将动态接触边界自动识别技术引入无网格法.最后,对金属塑性成形过程进行了数值模拟,并将模拟结果与刚塑性有限元商品软件Deform2D及实验结果作了比较.无网格RKPM法计算结果与有限元结果和实验结果均吻合良好,表明了该方法的正确性.     

基于细观损伤理论的刚塑性有限元方程

有限元软件一般将变形体当作致密体进行分析,很少考虑金属空穴损伤对成形极限的影响．基于Ｇｕｒｓｏｎ－Ｔｖｅｒｇａａｒｄ空穴型材料塑性势方程,利用正交法则在刚塑性材料的Ｌｅｖｙ－Ｍｉｓｅｓ流动规则中引入了空穴损伤对应力－应变率场的影响,给出了空穴增长率计算方法,推证了含空穴材料的刚塑性变分原理与含有空穴体积分数的有限元列式,考虑了空穴体积扩张对成形过程的影响．为研究体积成形时材料损伤、裂纹起裂及扩展奠定了基础．     

塑性理论变分原理及其有限元公式

本文提出了流动理论中粘塑性、刚塑性材料和形变理论中弹塑性材料的广义变分原理;推导出相应的有限元公式;证明了在一定条件下,以不同的本构关系为基础的变分原理可以写成统一的形式。     

用粘塑性变分原理计算铝合金超塑性等温模锻力

本文提出可利用粘塑性理论解决超塑性变形的力学问题。以铝锌镁合金壁板构件超塑性等温模锻实验为基础,用粘塑性变分原理对超塑性模锻力进行了上界计算,给出了模锻温度、速度与平均单位压力的关系曲线及模锻压力-行程图,计算结果与实验数据基本一致。还讨论了用建立含有待定参数的速度场的变分法分析应变速率敏感的超塑性材料的变形过程的优点。     

基于塑性力学变分原理的大锻件镦粗变形研究

镦粗是大锻件制造工艺中最重要的基本工序与常用工序.镦粗变形是由其坯料内部的速度场(或位移场)确定的,进行镦粗变形研究的关键是得到其真实速度场(或位移场),为此,利用塑性力学变分原理,对其进行了研究.根据试验与生产得到的镦粗变形基本规律,预设镦粗变形的运动学容许的速度场,进而求得应变速率场,借助刚塑性材料的第一变分原理求得其真实速度场的解析式.为检验真实速度场的合理性,考察了端面摩擦因子m分别为0、0.25、0.5和0.75时镦粗坯料的变形情况,结果合理.又进一步将解析计算结果与数值计算结果对比,两种计算结果十分接近.表明研究得到的镦粗真实速度场解析式是正确的.利用建立钢锭镦粗的真实速度场,计算分析了钢锭镦粗的难变形区,可为制定大锻件工艺提供参考.     

超塑性板材气压成形模具的设计与计算

介绍了金属的“超塑性”概念及其特点,阐述了超塑性材料Zn-22%Al板材气压成形的原理,着重解释了其板材气压成形模具的设计与计算,对生产实际与理论探讨具有现实意义。     

非连续流动场中极限分析的广义变分原理

本文研究了准静状态下非连续流动场中刚塑体极限分析的问题,提出了一个应力偏张量s_(ij)、应力球张量σ、应变率ε_(ij)及速度场均可独立变分的广义变分原理,由此给出了一组适用于诸如压力加工等方面极限分析的公式,并证明由这组公式给出的极限载荷,将介于采用相同应力场和速度场,而通过上、下限定理给出的界限值之间。塑性加工中的几个实例可以证明,利用这组公式,采用较为简单的速度及应力许可场时,能得到较为准确的极限载荷值。     

塑性体积成形中应力场量的可视化研究

针对塑性体积成形中应力场及特征量难于直观显示和表征的问题,提出了应力场及特征量中主要标量和矢量的可视化方法．并通过二次开发实现了塑性体积成形模拟计算结果的可视化表征,能够直观地给出塑性区内任意部位材料所处应力应变状态的定量分布规律,可对塑性区范围及材料所处应变类型进行定量分析,这对揭示复杂塑性体积成形过程中金属的变形流动的力学机理及制定工艺具有重要指导意义．     

刚塑性含空洞材料变分原理的研究

根据含空洞材料的Gurson-Tvergaard塑性势函数,将由于空洞的物理作用引起的损伤和体积膨胀效应考虑到连续介质本构方程中,给出并证明了刚塑性含空洞材料的变分原理。给出的广义变分原理为用有限元方法模拟含空洞材料的塑性成形过程提供了理论基础。     

塑性力学流动理论的相似非耦联变分原理

引入了流动理论的相似非耦联方程的概念，建立了流动理论的相似非耦联差动原理，基于该差动原理，建立了塑性力学流动理论的相似非耦联势能原理和余能原理及修正相似非耦联能和余能原理，这些变分原理是在相似非耦联的模型体和原型体之间实现学场量转换的理论依据，也是金属成形过程和光塑性力学模拟研究的理论基础。     

刚塑性体动力学的广义变分原理

本文给出了计及大变形效应的刚塑性体动力学的广义变分原理。文中定理二可以用于塑性动力反应的大变形分析,这将使许多难以求解的工程实际问题比较容易找到它们的近似解。文中还给出了在小变形条件下定理—的证明和在塑性薄壳动力分析中的应用。本中是文献[2]的补充和发展。     

广义Ekland变分原理的一个应用

利用广义Ekland变分原理.得到一个二择一定理.进而简化了一个临界点定理的证明.     

论刚塑性混合介质极限分析的广义变分原理

本文建立了二个包括界面变分在内的刚塑性混合介质塑性力学问题的广义变分原理。并且证明了所谓极限分析的广义变分原理,实质上就是上述变分原理的余能形式,两者是完全等价的,仅相差一负号。利用变分驻值原理,给出了为解除屈服条件而引入的Lagrange乘子λ的统一表达式:λ=W/2k~2(dF/df),论证了它的不同表达形式的合理性、等价性和使用价值。并由此建立了一组极限分析的变分解析式,证明了它们之间的相互关系。     

有机玻璃的力学与光塑性性能

研究了有机玻璃的力学性能和光学性能等,通过试验得到了常温和冻结温度的有机玻璃的性能数据,提出了常温时光塑必方 变条纹,冻结温度下光塑性条纹是应力条纹的观点;用有机玻璃来模拟塑性加工的挤压工艺,证明有机玻璃是较为理想的模拟金属塑性大变形的光塑性材料。     

宽板弯曲成形过程中的板厚变化规律

根据宽板弯曲过程中的变形与应力分布特征,提出了一种计算弯曲过程中板料厚度随弯曲程度变化的新的近似求解方法。该方法基于塑性增量理论,应用塑性成形过程的体积不变假设和弯曲过程的平截面假设。作为算例,得到了理想刚塑性、线性强化刚塑性材料的板料厚度、变薄系数以及应变中性层内移系数随板料弯曲内表面半径变化的规律,并与实验数据进行了比较,两者吻合良好。     

论固体力学中的极限分析并建议一个一般变分原理

本文首先简单地回顾和讨论了固体力学中极限分析的发展和现状。自从著名的上限定理和下限定理奠定以后,作为应用塑性力学分支的极限分析逐渐受到重视并有了相当迅速的发展。现在对于由于主要是受弯构件组成的刚架结构,极限分析已经没有原则上的困难,通常可以找到既是上限又是下限的完全解。至于在二维三维连续体,特别是板壳方面,虽然已经完成一些工作,但是在经过一段进展以后,现在进展显得迟缓了。这是因为在这两个基本定理的具体应用中,一般很难找到足够接近的上限和下限。特别是下限的应用困难很大。 本文的后半部是提出一个一般变分原理,在这个变分原理中应用力场与速度场彼此独立变分,它等值于极限分析所满足的全部方程式：平街、机动、屈服和流动定律。和上限和下限定理相比较,如果采用同样的应力场和速度场,通过这个变分原理得出的极限载荷,将在上下限定理给出的上限和下限之间。举列表明,采用各种不同的应力场和速度场,能给出比较稳定的极限载荷值。此外这个变分原理还可适用于非均质材料或各向异性材料的极限分析。     

关于Ekeland变分原理的几个结果

给出了Ekeland变分原理以及Ekeland变分原理与Caristi不动点定理等价性的证明,并利用Ekeland变分原理证明了Banach压缩不动点定理.     

最小耗能原理及其在塑性力学中的应用

在经典塑性力学中,屈服准则、本构关系都是通过观察实验结果而提出的假设.塑性力学中的变分原理也是类比于弹性力学中的变分原理建立的.介绍一个具有新内涵的最小耗能原理以及用它解决问题的三种途径,通过这三种不同的途径分别导出了塑性力学中的Mises屈服准则、各种增量型的塑性本构关系以及可以作为建立各类力学(包括塑性力学)变分原理统一理论框架的最小功耗原理,从而证明了这个具有新内涵的最小耗能原理可以在塑性力学中发挥重要的作用.     

对胡海昌—鹫津久一郎原理的推广

1954年和1955年胡海昌和鹫津久一郎先后独立地得到了弹性力学广义变分原理。本文的目的是给出关于这个原理的两个推广定理:定理一是这个原理的一个一般的数学提法,定理二是做为这个一般提法的具体应用,给出了一个在弹性力学中更为广义的变分原理。     

金属三维塑性成形过程无网格伽辽金法数值模拟技术

将无网格伽辽金法(EFGM)与三维刚(粘)塑性流动理论相结合,对EFGM在金属三维塑性成形过程数值模拟中的应用技术进行了研究.分别采用边界奇异权法和修正的罚函数法处理速度边界条件和体积不可压缩条件,采用反正切摩擦模型处理摩擦边界条件,推导了金属三维塑性成形过程EFGM法数值模拟的刚度方程,给出了关键算法.对长方体金属镦粗过程进行了数值模拟,并将数值结果与三维刚塑性有限元体积成形商品软件Deform3D计算结果作了比较.发现两者吻合良好,表明了本文方法的正确性和有效性.