热塑性复合材料的弹塑性本构行为数值预测

基于北京飞箭公司的有限元自动生成软件系统(FEPG),对一种体现热塑性复合材料AS4/PEEK非线性行为和率相关行为的三维弹塑性模型编制了相应的弹塑性有限元程序.根据文献的实验数据,导出了塑性参数与应变率之间的函数关系.计算了单向复合材料在应变率分别为1×10-5和0.1 s-1下的应力-应变曲线,并算出了角铺设层合板在1×10-5 s-1下的工程应力-应变曲线.通过比较计算结果和文献实验结果,验证了所编制程序的精确性,考证了所引入三维弹塑性模型的可靠性.     

单向热塑性复合材料层压板偏轴拉伸试验及其数值模拟

AS4/PEEK作为一种高性能的热塑性复合材料在航空航天、军事和汽车等领域应用广泛.对不同角度的单向AS4/PEEK层压板进行偏轴拉伸试验，获得了相应的应力-应变曲线、拉伸强度和断裂面角度.在数值模拟中，采用单参数三维塑性模型描述AS4/PEEK的非线性力学行为，模型中的塑性参数使用信任域反射算法得到.结合LaRC05准则和裂纹带理论开发了基于Abaqus的用户材料子程序VUMAT,并将其应用于偏轴拉伸的数值模拟.结果显示该三维弹塑性损伤本构模型能够较准确地模拟AS4/PEEK的塑性效应，且预测的拉伸强度与试验结果吻合良好.本文提出的三维弹塑性损伤模型为热塑性复合材料塑性变形和损伤的综合分析提供了一种准确且有效的方法.     

Cr12MoV钢的压缩超塑性研究

研究了Cr12MoV钢超塑性压缩变形的力学特性和应变速率敏感性指数m值.在温度780～820℃、初始应变速率(1.5～15)×10-4 s-1条件下测得压缩应力-应变曲线,测量、计算了试样膨胀系数.分析结果表明,试样压缩后基本保持圆柱状,膨胀系数大于1;在780～820℃,(1.5～15)×10-4 s-1压缩条件下,稳态阶段流变应力低至80 MPa,应变速率敏感性指数m约0.23,与其拉伸超塑性m值相近,显示出良好的超塑性.     

应变疲劳可靠性分析的有限元法

将随机有限元与可靠性理论相结合来计算应变疲劳可靠性．随机有限元采用Taylor展式随机有限元法。可靠性理论采用改进的一次二阶矩法．针对复杂的交变载荷，采用运动强化模型反映塑性应变引起的各向异性和包辛格效应．应力应变曲线以骨架曲线形式表示，描述材料塑性性质和记忆特性，屈服应力增量可用来解决包括材料循环硬化或循环软化影响在内的塑性滞后现象．运用随机有限元计算出局部多轴应力应变的随机响应，推导出了局部应变偏导的迭代格式，从而可求出功能函数的偏导数，根据改进的一次二阶矩法计算可靠度系数．     

砂土速率相关黏性特性的有限元分析

根据复杂加载条件下饱和砂土排水平面应变压缩试验,分析了砂土的速率相关的黏性特性.试验发现砂土存在显著的加载速率效应、蠕变变形和应力松弛,并且在应变速率突变、蠕变或应力松弛之后,以新的应变速率重新加载时呈现出高刚度行为.针对砂土的变形强度特性提出了一种非线性有限元计算方法,砂土本构关系采用了三要素弹黏塑性本构模型.将有限元计算结果与试验结果进行比较,表明建议的有限元计算方法不仅可以较为精确地模拟砂土的平均应力-应变关系,同时也可以模拟包含变应变速率加载、蠕变加载、应力松弛加载的全过程黏塑特性.     

铝合金PLC效应与声发射特性的实验研究

考虑退火温度和应变率对6063铝合金力学性能的影响,采用材料试验机和声发射测试系统对铝合金PLC效应和声发射特性开展实验研究,获得了不同应变率下材料的应力-应变曲线和不同退火温度下声发射参数的变化规律.结果表明,2×10-3,2×10-4,2×10-5s-1应变率加载时,6063铝合金的应力应变曲线表现出明显的PLC现象,降低加载应变率,PLC现象增强,并出现了从A型到C型的转化;加载应变率为2×10-4s-1时,PLC效应的临界应变随退火温度的升高而降低;由于细观结构上可动位错密度的增加,屈服阶段试件中产生的声发射振铃计数急剧增加,达到峰值;进入到塑性强化阶段,声发射活动减弱;弹性变形阶段和塑性强化阶段产生突发型信号,而屈服阶段为连续型信号,与试件的均匀变形以及剪切变形带的形成与传播相关.      

PC/ABS高分子合金材料的热黏塑性内时本构模型

针对PC/ABS(聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)高分子合金材料在冲击压缩下所表现出的强非线性行为,包括温度相关性、率相关性及应变强化-软化-再强化的特性等,建立了一个考虑ABS增韧机理的内时变量的内时本构模型,由此对PC/ABS合金在20°C、70°C下,压缩冲击应变率分别为8.0×102 、2.7×103 、1.0×104 s-1 时的真应力-应变曲线进行了模拟,并与相关文献中的实验数据进行了比较.结果表明,文中所建热黏塑性内时本构模型能够较好地描述PC/ABS合金材料的冲击压缩响应.     

大晶粒Ni-Al合金的超塑性

研究了原始晶粒尺寸为 2 2 0μm的 Ni- 40 % Al(原子分数 )单相合金的高温变形行为 .结果表明 ,该合金在 1 0 0 0～ 1 1 0 0°C温区 ,5× 1 0 -4～ 5× 1 0 -5s-1的应变速率范围内呈现超塑性变形 ,在1 0 5 0°C应变速率为 2 .5× 1 0 -4s-1时 ,最大延伸率可达 340 % ,相应的应变速率敏感指数为 0 .3,表观激活能为 2 89k J/mol.原始大晶粒组织经超塑性变形后显著细化 ,而大晶粒超塑性是由高温变形过程中发生连续回复和再结晶所致 .     

带接管高压球形容器塑性大应变的应力分析

本文在应力测试和爆破试验的基础上,采用轴对称问题塑性大应变有限元程序对带接管高压球形蓄力器进行弹塑性应力计算,分析带接管球壳承载后在连接部位的应力分布、最大应力点的位置及应力集中系数,按Mises屈服准则计算接管连接部位的局部屈服压力、连接部位以及球壳的全面屈服压力;进一步分析连接部位和球壳的塑性区域扩展过程,结构弹塑性和塑性阶段的应力分布和应力集中系数。本文又分析了容器的爆破试验和理论应力计算结果,探讨高压容器的破坏失效机理及爆破压力的计算方法。     

温度和应变速率对316LN钢高温性能的影响

在Gleeble-1 500D热模拟机上进行了光滑圆棒的拉伸试验,温度区间：900℃～1 250℃,间隔50℃,应变速率分别为：1 s-1,0.5 s-1,0.05 s-1,0.005 s-1,得到了不同温度和应变速率下316LN钢的真应力-应变曲线和断面收缩率,通过对实验数据分析及对断口金相观察,得到了温度和应变速率对316LN钢高温性能的影响规律：在给定的范围内,随着温度的升高,316LN钢的抗拉强度越来越小,而随着应变速率的增大,316LN钢抗拉强度越来越大;随着温度和应变速率的增加,316LN钢的塑性越来越好。     

平面理性八节点曲边四边形有限元RCQ8

由于理性有限元用弹性力学的解插值并且在物理域内直接列式,因而等参元相比,具有物理意义明确和精度高的优点,本文采用最高至４次的平面弹性力学的多项式解对单元位移插值,推出了八节点曲边平面理性元ＲＣＱ８,若干算例表明,本单元可以避免剪切自锁和体积自锁,具有很高的精度和效率以及数值稳定性。     

飞机偏心受载加筋板结构的有限元简化建模方法

采用偏心梁、杆板组合两种有限元模型简化方法对偏心受载加筋板结构进行建模,得到的计算结果与实体三维有限元模型的计算结果进行对比。对比结果表明,杆板组合有限元模型能有效、合理地简化偏心受载的加筋板结构。     

stokes问题的一种新有限元

本文给出一种新有限元,用其逼近Stokes问题,以获得较好的逼近度O(h~3)。     

十五参三角形板元

利用常规方法，本文构造一个１５参三角形板元，证明了该元构造的适定性，及它对任何剖分形式收敛，并给出误差分析。     

六面体有限元网格生成方法综述

总结了近年来三维六面体有限元网格自动生成方法的研究进展，分析了各种网格生成方法的优缺点，并对该领域的发展方向做了一定的探讨。     

二阶椭圆方程的混合有限元法

本文中,我们给出Poisson方程的一种混合格式和一些混合有限元法。     

金属切削过程有限元分析的国内外发展现状

近些年来,随着计算机硬件和软件技术的快速发展,有限元法(FEM)已经成为金属切削过程仿真的有效工具.本文着重介绍了金属切削过程有限元分析的国内外发展状况,系统地分析了二维金属切削过程、三维金属切削过程有限元分析中存在的若干问题.     

钣金成形过程有限元方法及其应用

本文论述了钣金成形过程有限元模型及其接触搜寻算法的动态显式算法，给出了若干个模具应用实例。     

一类二维非线性发展方程的交替方向有限体积元方法

采用交替方向有限元方法的离散思想,利用差分方法中的Douglas格式,给出了求解一类二维非线性发展方程的基于双线性插值的交替方向有限体积元法.文中对该方法进行了误差估计,并用数值例子验证了方法的有效性.     

有限元-边界元耦合法在二维电磁场数值计算中的应用及优化措施

在二维电磁场数值分析中,有限元-边界元耦合法将有限元法与边界元法结合,可以同时发挥两种方法的优势．笔者在介绍有限元-边界元耦合法原理与算法的基础上,分别研究子域逼近有限元法、Mortar元法和并行计算与有限元-边界元耦合法结合使用分别为关心区域相对整体区域尺寸较小、求解区域中包含运动导体和大规模高自由度电磁问题的数值计算提供优化途径．