统一屈服面空间相交问题的处理

提出了一种空间分区处理技术,以解决弹塑性数值分析中多重屈服面空间相交时,应力超出屈服面后使屈服面难以确定、继而引起塑性因子无法计算等问题.在应力角位于0到π/3之间时,利用通过统一剪切屈服面交线的子午面将屈服面的外部区域划分为2个区域,提出以拉伸屈服面与剪切屈服面相交而成二面角的平分面来划分这两种屈服面外部区域的方法,从而可将屈服面外的应力空间划分成4个区域,接着推导出了它们之间分界面的数学表达式,最后提出了相应的屈服函数选择法则,并将其增量本构格式插入FLAC3D软件中.通过算例的数值计算结果与解析结果的对比,验证了此处理技术力学上的合理性和数学上的正确性.     

相似角θ与Lode角θδ的相互关系及其在岩土力学中的作用

岩土力学中的摩尔-库仑(Mohr-Coulomb)屈服准则是在工程实践中经得起考验的屈服准则,由于该屈服函数的导数不连续而不能用于有限元分析中,从而限制摩尔-库仑屈服准则的应用范围,用D-P(Druck-Prager)类屈服准则去逼近摩尔-库仑屈服准则可以克服这些困难,但由于两者之间没有建立明确的物理关系,因此逼近效果还不够理想.利用主应力空间与偏平面的几何关系,给出相似角θ与主偏应力s1和偏应力r之间的关系,再依照Lode角θδ的定义,得出两者之间的关系,最后给出了相似角在岩土力学屈服准则中的一个应用,为今后建立更好的屈服准则打下基础.     

岩土类介质屈服函数的实质

基于岩土类介质两种常用屈服准则,摩尔库仑屈服准则和杜拉克-普拉格屈服准则相匹配关系,在引入并规定了应力罗德角的条件下推导了三轴压缩、三轴拉伸和平面应变等几种情况下岩土类介质屈服函数的等效表达公式,证明了岩土类介质屈服函数的实质是在一定应力状态下偏应力张量第二不变量与材料自身属性之间的函数关系。     

基于Drucker-Prager系列准则的抗剪强度参数分析

在真三轴应力状态下建立了岩土材料内摩擦角与中主应力系数的函数关系,通过与砾石料、Q2黄土和Santa Monica Beach砂的真三轴试验结果对比,探讨了基于Drucker-Prager(D-P)系列屈服准则的内摩擦角与中主应力系数的关系,以及D-P系列屈服准则的适用性.结果表明：当中主应力系数取特定值时,D-P系列屈服准则中内摩擦角的理论值与试验值相等;在不同应力状态下,岩土材料应选用合适的D-P系列屈服准则,以使内摩擦角的理论值与试验值基本吻合.     

依赖Tresca和双剪应力屈服函数均值的屈服准则

为使Mises屈服准则线性化,在HaighWestergard应力空间,将Tresca与双剪应力屈服函数相加并取其平均屈服函数来作为新的屈服准则简称MY(平均屈服)准则,给出了该准则的数学表达式、屈服轨迹与单位体积塑性功率表达式·精度分析与算例表明:MY准则是一个线性屈服准则,其与Mises准则最大误差不超过39%,平均误差不超过195%,该准则的单位体积塑性功率表达式也是线性的     

上海软土的屈服函数

在同济大学真三轴仪的试验结果基础上，提出符合条件的π平面上的形状函数，并结合能反映应力诱发各向异性的关口－太田屈服函数，提出适合于上海软土的新的屈服函数，并与剑桥模型，关口－太田模型进行了理论比较。     

显微组织参量对马氏体—贝氏体复相组织轴承钢屈服强度的影响研究

本文研究了GCr15轴承钢在M_s点上下保温不同时间等温淬火并低温回火后,显微组织参量和残留奥氏体量随贝氏体体积分数变化的规律,测定了不同贝氏体体积分数时复相轴承钢的屈服强度、冲击韧性等力学性能数据.复相组织中马氏体相屈服强度与有效晶粒尺寸的关系符合Hall-Petch 晶粒细化强化模型,而下贝氏体相的铁素体条片宽度((?)_B)和碳化物粒子间距((?)_c)分别按Langford-cohen 亚结构强化关系和Orowan 弥散强化关系为屈服强度增值作出贡献,残留奥氏体量则将导致屈服强度下降.综合复相组织中各相的显微组织参量对屈服强度的影响规律并进行数学处理,导出马氏体-下贝氏体复相轴承钢屈服强度的数学表达式,并用力学性能测试数据予以校核,吻合较好.     

金属材料屈服函数的注记

本文提出了金属材料的一种近似线性化初始屈服函数,它是位在Tresca六边形和双剪应力六边形之间的十二边形(族).应用这种屈服函数进行结构极限分析,计算工作量增加不多,可以得到精度比较好的结果.     

基于能量密度支函数的混凝土宏细观屈服准则的构建

把混凝土看作是由骨料、砂浆基体和他们之间的界面组成的复合材料,并假定骨料形状为球形且不屈服以及砂浆基体服从D-P屈服准则,通过引入能量密度支函数来反映砂浆基体的屈服面,并构造一函数逼近序列来解决屈服边界不可导的问题,最后由非线性均匀化技术推得混凝土材料的一个宏细观屈服准则的关系式,并由它探讨了界面连接状态和骨料含量对宏观摩擦系数的影响规律.     

基于M-C准则下非线性材料弹塑性矩阵的推导

由于利用应力不变量以统一形式表达四个屈服准则本构关系的方法应用于摩尔—库仑准则时，在计算中会有奇点出现．针对非线性材料的弹塑性变形特征和其屈服面的非正则性的特点．采用增量理论和等向强化模型，直接导出了平面应力状态下的应力应变间本构关系的弹塑性矩阵。不仅避开原方法中的奇点问题，提高了计算精度，而且概念清晰，便于运用．     

加权三剪应力屈服准则的屈服面研究

利用正交变换的方法,研究加权三剪应力屈服准则的屈服面,及其特例:Tresca屈服面和双剪应力屈服面.     

广义双剪应力屈服准则的屈服面研究

利用线性代数的方法,研究广义双剪应力屈服准则的屈服面,及其特例:Tresca屈服面和双剪应力屈服面.     

塑性理论的屈服准则统一形式

建立了塑性理论的屈服准则的统一形式, 讨论了屈服线形状同实验资料的比较。该屈服准则统一形式包含了塑性理论中３ 个常用屈服准则,适用于所有金属材料。     

材料强化模型对板料回弹量的影响

基于Lemaitre and Chaboche非线性随动强化理论、等向强化和Mises屈服准则,建立了复杂加载模式下非线性混合强化材料模型的弹塑性应力应变本构关系,并采用Backward Euler切向预测径向返回算法计算应力应变增量.基于ABAQUS开发式程序接口,编写了非线性混合强化材料模型用户子程序.以Numisheet‘93板料U型弯曲考题为例,分析了不同材料强化模型对板料回弹量的影响.结果表明,线性随动强化因模拟板料成形后的应力最小而低估了回弹量,各向同性强化因模拟成形后的应力最大而使预测的回弹量偏大.与Numisheet‘93实验值的比较可知,对于复杂加载问题,采用非线性混合强化材料模型预测板料回弹量的精度最高.     

焊接表面裂纹的工程评定

本文通过宽板拉伸试验,根据全面屈服准则和COD参量直接研完和评定了焊接构件中的表面裂纹。指出依据COD概念不能合理地评定和保证具有表面裂纹构件的安全性,而全面屈服准则是评定构件表面缺陷的有力工具。因为他不但保证构件具有不低于屈服限的强度,而且还具有良好的塑性。本文同时还详细地讨论了低温对表面裂纹极限尺寸的影响,     

MY准则解析X80钢油气输送管道爆破压力

用平均屈服(MY)准则,对受内压作用无缺陷输油管线进行塑性极限分析,求得爆破压力公式的解析解.此解计算了某厂轧制的X80钢的爆破压力,将其和Tresca,Mises和TSS屈服准则得到的爆破压力进行了比较.结果表明爆破压力是由屈强比(ReL/Rm)决定的硬化指数n,管线原始几何尺寸厚径比t0/D0以及抗拉强度的函数;爆破压力随管线钢应变硬化指数的增大而减小,随管道厚径比及抗拉强度的增大而增大.Tresca屈服准则提供爆破应力下限,TSS屈服准则提供爆破压力上限,MY准则预测的爆破压力恰居二者中间,最明显的特点是该解具有与Mises准则几乎相同精度的求解结果.     

广义双τ2屈服准则

建立了金属材料的广义双τ2屈服准则,讨论了准则的屈服线形状,通过误差分析,给出一种能较好代替Mises准则的加权双τ2屈服准则.     

GM准则解析无缺陷弯管的塑性极限载荷

用GM(几何中线)屈服准则,对受内压作用无缺陷弯管进行塑性极限分析,求得极限载荷的解析解.该解为弯管壁厚t、平均半径r、曲率半径R0以及屈服强度的函数;极限载荷随着R0值的增大而增大,当R0→∞时,计算出的塑性极限载荷与直管的爆破压力相同.与Tresca,Mises和TSS屈服准则预测的极限载荷比较表明,Tresca屈服准则预测极限载荷的下限,TSS屈服准则预测极限载荷的上限,GM准则预测的极限载荷恰居二者中间,最明显的特点是该解具有与Mises准则几乎相同精度的求解结果.     

加权三剪应力屈服准则

建立了加权三剪应力屈服准则,导出了根据σs/τs的比值选择权系数b的关系式,以及能够线性代替Mises屈服准则的加权系数的取值范围.     

MY准则解线性和均布载荷下简支圆板的极限载荷

用平均屈服(MY)准则,对受线性和均布载荷共同作用下的简支圆板进行塑性极限分析,求得了2种载荷形式下极限载荷的解析解.两解析解均为圆板半径a,切向应力最大点半径r0以及极限弯矩的函数.第一种形式的计算结果与Tresca,Mises和TSS屈服准则预测的极限载荷比较表明,Tresca屈服准则预测极限载荷的下限,TSS屈服准则预测极限载荷的上限,MY准则预测的极限载荷居二者中间,并靠近Mises解.另外还讨论了圆板半径对切向应力最大点半径的影响规律.