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。     

多层框架结构非弹性地震反应的一种算法

用非线性的粘——弹——理想塑性的本构关系来模拟金属结构材料的动力行为,导出了剪切型框架结构平扭耦联非弹性地震反应分析的有限元公式。用广义应力表达了框架柱的塑性屈服条件。计算过程中取消了在通常的弹塑性动力分析中,每一步长内都要确定每个单元是处在弹性状态,还是塑性状态,以及判别是加载还是卸载过程的要求。导出柱单元本构关系时计入了“P-△”效应的影响。用隐式的二阶Runge-Kutto法和Newton-Raphson迭代法相结合来积分非线性的运动方程。     

聚对苯二甲酸丁二醇酯的粘塑性本构关系

根据实验结果讨论了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的粘塑性本构关系,应用粘塑性势理论导出其过应力理论的粘塑性本构方程,其本构关系中的材料参数是应变率的函数。     

聚对苯二甲酸丁二醇酯的粘塑性本构关系

根据实验结果讨论了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的粘塑性本构关系,应用粘塑性势理论导出其过应力理论的粘塑性本构方程,其本构关系中的材料参数是应变率的函数.     

Chaboche率相关本构模型的数值积分算法

为验证Chaboche率相关本构模型对循环塑性行为的描述能力,研究了有限元计算中本构关系的数值积分过程和Newton-Baphson迭代算法.编写了ABAQUS材料用户子程序UMAT,在此基础上对316不锈钢材料在600℃下的循环特性进行了有限元数值模拟.结果表明:该模型对材料率相关性、对称拉压循环特性及棘轮效应的描述...     

聚对苯二甲酸丁二醇酯的粘塑性本构关系

根据实验结果讨论了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的粘塑性本构关系，应用粘塑性势理论导出其过应力理论的粘塑性本构方程，其本构关系中的材料参数是应变率的函数。     

单向拉伸及循环载荷下材料的屈服及塑变传播

本文采用光弹贴片法研究材料在静拉伸及疲劳负荷下的屈服过程。试验表明:金属材料不管它是否具有明显的屈服点,在拉伸过程中,首先在应力集中处发生局部的宏观屈服,然后塑性应变区沿试样标距扩展,其塑变过程是相同的。不同材料具有不同的塑性传播特性。黄铜的塑性传播速度很快,16Mn双相态则很慢。多数材料只从少数应力集中区开始屈服;而球铁则有很多屈服策源地。材料在静屈服点以下循环加载时,亦经受着类似的塑性传播过程。但其传播特点还要受到材料在疲劳过程中硬化、软化行为的影响,应变在试样标距范围内分布是不均匀的。所以通常测得的疲劳硬化、软化曲线只反映了试样标距范围内的宏观平均值,并不能真实反映材料的硬化、软化行为。     

幂硬化对疲劳弹塑性弯曲裂纹塑性区的影响

利用二阶摄动方法计算硬化材料弹塑性弯曲裂纹尖端的塑性区尺寸的最大值和和变化幅值.作图分析弹塑性弯曲裂纹尖端塑性区尺寸最大值、变化幅值与材料硬化指数之间的变化关系.在幂硬化材料中,弹塑性弯曲裂纹尖端塑性区尺寸最大值和变化幅值随材料硬化指数n的增大而减少,当n等速均匀增加时,弹塑性弯曲裂纹尖端塑性区尺寸最大值和变化幅值加速减少,减少的幅度越来越大.当材料的硬化指数相同时,弯曲裂纹尖端塑性区尺寸最大值和变化幅值随疲劳载荷的不断减小而逐渐减小.     

拉压性能不同材料全量型本构关系及环板的应力分析

将经典全量理论作了推广，考虑了应力状态对拉压性能不同材料塑性行为的影响，并用其计算了环板的应力分布，结果表明，应力状态塑性体积变形对环板的环向应力影响较大，因此，不能将拉压性能不同材料简化成体积不可压缩的理想材料。     

地质材料弹塑性本构关系的塑性势理论

介绍塑性势理论的由来、发展和现状。地质材料全过程应力?应变曲线在峰值前后具有不同的稳定状态, 因此其弹塑性本构关系必须在应变空间中表述。给出基于塑性势理论在应变空间和应力空间中的地质材料本构关系, 并讨论弹塑性耦合理论。当前在有限元位移法分析中, 常用的塑性势理论本构关系式是应变空间表述的实用形式。弹塑性耦合理论较为严密和完善, 但地质材料刚度劣化参数还需更多的实验数据支持。     

复杂应力状态下良塑性弥散强化铜的冷变形行为

本文以冷拉和冷轧的加工方式,研究了复杂应力状态下良塑性弥散强化铜(DSCu)的冷变形行为。发现DSCu冷变形时,变形程度增加,出现塑性提高、变形抗力降低的力学恢复特性,而冷变形后,材料强度和塑性均明显提高。DSCu的这一行为将大大有利于其变形和应用。本文对材料性能和轧制力也进行了探讨。     

一种适用于高强度炮钢的塑性理论

该文提出了一种适用于高强度炮钢的塑性理论。该理论充分考虑了Ｂａｕｓｃｈｉｎｇｅｒ效应。及材料正向与反向加载时不同的塑性模量。与现有的理论相比，更加细致的抛述了材料塑性变形的力学行为；便于数学处理及在数值计算中应用。     

真应力—应变的定义及其力学特征

材料的真应力和真应变与常用的工程应力-应变有明显的差异,作者从真应力和真应变的定义出发,论述了塑性材料在轴向拉伸条件下变形过程的力学行为,阐明了应变硬化、最大均匀真塑性应变、应变硬化指数的相互关系,真应力-应变曲线直观地反映了材料拉伸变形时的应变硬化行为,其数学表达式为Hollomon公式,由拉伸实验得到的logσ-logε曲线的斜率即为应变硬化指数,其数值与材料拉伸变形时的最大均匀应变相等,是衡量材料塑性均匀变形能力的力学指标。     

拉压强度不同材料矩形截面梁几何中轴的曲率方程

将材料本构关系简化成拉压屈服极限不同的理想弹塑性模型,推导了矩形横截面梁在完全弹性状态、单侧塑性状态及双侧塑性状态下依赖于压拉屈服极限比的几何中轴的曲率方程.并将其应用于悬臂梁的变形及各阶段极限荷载的分析,最后利用所得的解研究了材料压拉强度差效应对矩形截面梁塑性极限弯矩的影响.结果表明,考虑材料压拉强度差效应时梁的塑性极限弯矩将明显提高.     

一种改进的复合材料损伤塑性耦合模型

复合材料的损伤和破坏行为是相当复杂的,为了描述在复杂载荷条件下的材料的力学行为,可采用损伤与裂纹面间由摩擦诱导的塑性相结合的研究方法。在现有的复合材料摩擦塑性与损伤的耦合模型的基础上,在平面应力条件下,考虑了剪切应变对损伤能释放率的影响,适当地修正了损伤演化方程,从而建立了一种改进的复合材料损伤与摩擦塑性耦合模型。通过算例讨论了复合材料层板在复杂载荷作用下的力学行为,计算结果不仅反映了材料在加卸载过程中的剪切滞回现象,又反映了材料在一个加卸载循环内损伤值增加的实际情况,并且计算结果对应的理论曲线与试验曲线符合得很好。这种改进的模型除了可以解决复合材料的复杂加载问题,还可推广到材料的疲劳损伤的研究中。     

金属成型塑性力学理论经典与现代专题

本书从现代而全面的观点介绍金属成型塑性力学理论，首先回顾了金属成型塑性力学理论基本内容，必要的连续介质力学的背景材料和经典金属成型塑性力学理论。全书共分十一个部分。第一部分金属体成型，包括成型理论基本描述、应力张量、应力应变张量分量。第二部分金属成型热动力学，包括热动力学概论、金属温度场。第三部分金属的塑性力学，介绍金属塑性行为。第四部分粉末成型塑性力学，包括粉末材料的介绍和状态方程。     

基材塑性模量对手性拉胀结构拉胀性能的影响

针对两种经典手性拉胀结构(三节点反手性材料和六节点手性结构),系统考察了基体材料塑性模量对其拉胀性能(负泊松比行为)的影响.结果表明:塑性变形会抑制三节点反手性结构的拉胀性能,基体材料塑性模量越小,其拉胀性能越差;与之相反,塑性变形会促进六节点手性结构的拉胀性能,基体材料塑性模量越小,其拉胀性能越好.此外,在初始变形时,两种结构的负泊松比响应均为各向同性,但随着变形的增加,负泊松比响应转为具有旋转对称性的各向异性.     

固体材料的结构层次及其动力变形与破坏

材料(岩体、金属等)具有复杂的结构层次,材料结构层次影响着材料的力学特性及其变形与破坏过程.从材料的结构层次的观点研究了材料动力变形与破坏.由研究可以看出,材料变形破坏的时间与空间尺度之间存在着紧密的关系,慢速过程发生于大尺度水平上,而快速过程发生于微细观水平上.材料变形破坏的塑性或者脆性特性取决于裂纹尖端处空穴盘能否在裂纹扩展前长大到临界尺寸,并转化为位错环.如果来得及长大到临界尺寸,那么就会有塑性破坏,否则就会有脆性破坏.正是由于这种原因在强度对于应变率的依赖关系中出现了塑性-脆性及脆性-塑性转变.材料在强烈受激状态下势能起伏及群体受激谱都要发生调整,在微细观水平上材料粒子发生了相关联的运动.正是这种相干运动使得材料在外部作用逐渐增强的情况下出现不同尺度的涡旋运动,进而使得材料的黏性随着应变率的增加而减小.     

Al2O3陶瓷的动态响应特性及Hugoniot本构关系研究

利用VISAR系统测量技术和Lagrange测量技术,研究YB AD90陶瓷的动态响应特性,给出了该材料的Hugoniot弹性极限σHEL,动态屈服强度及各实验点的Hugoniot状态量。结果表明:YB AD90陶瓷的Hugoniot形变过程是一个典型的弹塑性形变过程;当冲击应力在σHEL为11.0GPa附近的范围内,此材料在塑性区的压缩特性表现出较明显的弥散行为。由实验结果拟合得到了材料的应力σ和比容V关系的拟合曲线及一个比较简单的应力σ和比容V的Hugoniot动态本构关系。     

土的不同本构关系对三维有限元分析的影响

1概述宏观上假定土体为连续介质材料或者固体材料,根据材料的不同受力阶段和应力-应变关系特性,连续固体材料的本构关系可以分为弹性、塑性和粘性3大类本构关系[1].这里主要考虑理想弹塑性模型中的Mohr-Coulomb模型、Drucker-Prager模型和修正剑桥模型,这3种模型都是土体数值模