晶体材料力学性能的热力学微观机理及本构方程的研究II.塑性部分

提出晶体材料塑性行为的热力学微观机理 ,并对金属单晶材料的塑性行为及本构关系进行了研究 ,得到的一些重要定量关系不仅能解释和统一现有理论 ,而且与各种实际现象相符合。     

晶体材料力学性能的热力学微观机理及本构方程的研究Ⅱ.塑性部分

提出晶体材料塑性行为的热力学微观机量,并对金属单晶材料的塑性行为及本构关系进行了研究,得到的一些重要定量关系不仅能解释和统一现有理论,而且与各种实际现象相符合。     

基于非关联流动法则的滑移线场及上限法研究

当前岩土材料的滑移线场理论及上限法中都广泛采用经典塑性理论中的关联流动法则,由此得出应力特征线与速度滑移线一致的结论。而试验得知,岩土材料并不服从关联流动法则,因而应力特征线与速度滑移线不可能重合。文章分析了基于关联流动法则的滑移线场及上限法中存在的问题,根据广义塑性理论推导了基于非关联流动法则的滑移线场及上限法,消除了现行滑移线场理论及上限法理论中的种种矛盾。     

幂硬化材料浅切口根部附近的应力分布

以含浅切口的幂硬化材料为研究对象,在平面应变条件下,利用塑性理论中的滑移线场方法及全量理论,得到了切口根部附近的应力场表达式。对于确定的材料及切口形状,应力场完全取决于切口根部的最大等效应变εｍ,为了确定参量εｍ,首先找到了它与塑性区大小ｒｐ的关系,之后通过应力平衡法确定了切口根部的最大等效应等εｍ。     

弹塑性材料中裂纹的仿真研究

针对含裂纹的弹塑性材料结构,根据弹塑性断裂理论分析了裂纹增长的条件.建立了基于裂纹尖端存在塑性区的计算模型,得到了描述含裂纹弹塑性材料在外荷载作用下的塑性区尺寸及塑性区前端裂纹张开位移的解析解.按照所建立的计算模型对不同的裂纹长度、不同的外荷载对塑性区尺寸及张开位移的影响进行探讨.并给出了材料在外荷载作用下破坏的临界应力强度因子曲线.     

引入内结构张量的非比例循环塑性本构模型

考虑非比例加载情况下金属材料塑性循环强化特性的本构描述,为反映由于非比例加载而引起材料的附加等向强化及异向强化效应,提出在Valanis的塑性内时响应方程中引入与加载路径几何性质有关的内结构张量,建立了新的非比例循环塑性本构模型.其中,材料强化程度采用沿路径法线方向的塑性应变分量描述.用所建模型对304不锈钢材料在一些典型非比例循环加载路径下的响应进行了理论预测,并与相关文献中的实验结果进行了比较,结果令人满意.     

工程岩石类材料的不稳定性

基于非关联流动理论和弹塑性耦合理论, 研究工程岩石类材料的不稳定性。由于工程岩石类材料具有刚度劣化特性, 岩石类材料在软化塑性、理想塑性和低强化塑性情况下均可能呈现不稳定。对于弹塑性耦合理论, 可通过本构矩阵正定性的讨论, 得到工程岩石类材料的不稳定条件; 对于塑性势理论, 可通过本构矩阵对称部分的正定性来研究材料的稳定性, 能够得到相同的结果。     

硬化对裂纹塑性区的影响

利用HRR理论对幂硬化材料在裂纹尖端附近的应力分析结果，在考虑材料硬化的条件下对裂纹尖端塑性区的大小做了重新估计．在塑性区长度与裂纹长度相比较甚小的情况下．进行了相应的数值计算，发现硬化使塑性区变小．     

广义塑性力学及其运用

分析了经典塑性力学用于岩土类材料的问题，它采用了3个不符合岩土材料变形机制的假设。从固体力学原理直接导出广义塑性位势理论，将经典塑性力学改造为更一般的塑性力学——广义塑性力学。广义塑性力学采用了塑性力学中的分量理论，能反映应力路径转折的影响，并避免了采用正交流动法则所引起的过大剪胀等不合理现象，也不会产生当前非关联流动法则中任意假定塑性势面引起的误差。给出了广义塑性力学的屈服面理论、硬化定律和应力-应变关系，并建立了考虑应力主轴旋转的广义塑性位势理论。屈服条件是状态参数，也是试验参数，只能由试验给出。应用     

变形钢筋的受力机理

变形钢筋之所以能提高其强度，主要取决于材料冷轧后塑性拉伸及塑性扭转的残余应力。本文就变形钢筋的受力机理进行了理论研究。并分析了变形钢筋承受弯曲时的特殊性。     

国内外风荷载规范的评估和展望

以随机振动理论为基础，对结构顺风向风振，推导了准确合理的公式，在此基础上对我国最新的风荷载规范（GB50009－2001）及世界各国主要的风荷载规范（包括标准）进行分析和评估，研究认为采用沿结构高度不变的风振系数是不合理的，这种 方法意味着由脉动风引起沿高度变化的振型惯性力的规律与平均风引起沿高度变化的静力规律相同。算例显示了这种方法的误差。在讨论的基础上，对21世纪风荷载规范作出展望。     

岩石覆盖层抗震塌机理研究

震塌破坏研究的主要目的是要建立震塌平面上的破坏应力与荷载参数的函数关系。采用一维弹脆性平面波理论,运用具有明确物理基础的破坏准则,对岩石介质中因冲击或爆炸产生的动力震塌破坏机理和过程进行了详细的分析,定量得到了震塌深度的变化规律。     

土坡稳定分析的三种方法

本文对斜坡稳定分析中常用的瑞典圆弧法、简化Bishop法和Janbu法进行了理论上和计算上的比较,探讨Janbu法中推力线位置的假设、地震荷载以及孔隙压力系数B对斜坡安全系数的影响。     

关于弹塑性应力应变集中关系的探讨

本文分析了Neuber关系的推导过程,描出Neuber关系,即使对Ⅲ型加载问题也不是解析解。本文根据弹塑性断裂力学理论,对幂强化材料,导出了Ⅲ型加载裂纹问题弹塑性应力应变集中关系。同时分折了Ⅰ型缺口弹塑性应力应变集中关系。     

链传动结构的有限元数值分析

以弹性接触理论为基础,利用通用有限元软件ANSYS对载荷工况下的链传动结构进行有限元数值模拟,通过计算结果对链传动结构的强度、刚度进行了分析,表明链传动结构在载荷工况下能够满足设计要求,并且具有较高的安全储备.     

静刚性分布的动力荷载下半空间的动力响应

对静刚性分布的动力荷载作用下均质弹性半空间的位移进行研究，用Ｃａｇｎｉａｒｄ－ＤｅＨｏｏｐ方法首次求出了空间轴线上各点垂直位移的精确解析表达式，由于刚体与半空间的动态接触问题的接触应力可近似静刚性分布，所以得的解答对工程实践具有一定的意义。     

砌体结构墙体抗侧承载时的剪切滞后初探

初步探讨了砌体结构墙体抗侧承载时的剪切滞后问题．文章利用弹性力学理论，在不作平截面假定的情况下，从理论上推导出砌体结构墙体的整体高宽比（Ｈ／Ｂ）对正截面应力分布的影响函数，并与常规情况下采用平截面假定时的应力分布作比较，得出较有意义的计算结论．     

后座冲击模拟实验装置工作机理研究

本文研究炸药装药后座冲击模拟实验装置工作机制,用应力波理论分析重锤与炸药装药之间的相互作用过程,发现初始冲击波在加载卸载历史中不占主导地位;从刚体动力学观点将这种相互作用简化为二阶系统,可得到一组关于应力、应力率和应力脉冲宽度的表达式。理论分析结果与实验符合较好。这对后座冲击模拟实验装置的设计、调试和实验分析有指导意义。     

有初始缺陷板件超屈曲强度的半分析法研究

本文应用大挠度理论分析了初始缺陷对板件超屈曲强度的影响,并为板件后屈曲分析提出了一个样条函数半分析计算法.该法对各种载荷及位移边界条件板件均可进行计算,与有限元法等相比较,具有计算量少,精度高等显著特点.数值计算结果为冷弯型钢结构设计提供了较完善的理论依据.     

飞行器舵机电动加载测试系统的研究

介绍了飞行器舵机电动加载测试系统,论述了该系统的基本组成和工作原理.这种加载方式能够模拟和舵偏角成任意函数关系非线性的扭矩信号,弥补弹簧扭杆加载方式和电液加载方式的不足.对飞行器舵机电动加载系统进行了理论上的分析和研究,建立了电动加载系统的数学模型,进行了仿真分析.仿真研究结果表明这种新型的加载方案是可行的.