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     

一个与Mises轨迹覆盖面积相等的线性屈服条件

在π平面上,取Mises屈服轨迹覆盖面积与其相交十二边形覆盖面积相等的方法确定十二边形6个顶点,顶点与内接点连线为新的屈服轨迹,建立该轨迹在HaighWestergaard应力空间上的直线方程,证明了此方程确定的屈服准则为Mises屈服准则的最大程度的线性逼近,其偏差应力矢量模长与Mises准则模长在π平面上平均误差为零;给出了十二边形内接点顶角为159 836°,圆外顶角为140 164°;以及单位体积塑性功率表达式·     

用GM屈服准则解析薄壁筒和球壳的极限载荷

首次将GM(几何中线)屈服准则应用于内压薄壁圆筒和球壳的塑性极限分析,获得了解析解.薄壁筒和球壳极限载荷均为壁厚、内径及材料屈服极限的函数.屈服极限越高、壁厚越大,内径越小,极限载荷越大.与Mises准则、双剪应力准则(TSS)和Tresca准则相比,GM准则解居于TSS和Tresca解之间且靠近Mises解,恰好对应误差三角形中线.按GM准则计算的极限载荷随厚径比的增加而线性增加.     

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.     

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.     

角平分屈服准则解析热轧厚板展宽轧制力

根据厚板轧制变形特点,提出了适用于展宽轧制阶段的二维流函数速度场。利用角平分屈服准则对提出的速度场进行解析求得了内部变形功率表达式。采用共线矢量内积法与积分中值定理分别求得了摩擦功率与剪切功率表达式。经总功率泛函最小化获得了轧制力矩与轧制力的解析解。与国内某厂320 mm板坯的实际轧制数据比较表明,该解析解具有较高的预测精度,最大误差不超过10.45%。轧制工艺参数分析表明,随着压下率的增加或几何因子的减小,轧制力矩与轧制力增加;摩擦系数对轧制力矩和轧制力的影响较小。     

应用双剪应力屈服准则进行弹塑性分析

导出了双剪应力屈服准则在平面应力状态下的屈服曲线及其方程.应用双剪应力屈服准则对旋转园盘、厚壁园筒和具有园孔的大平板进行了弹塑性分析,将计算结果与用Mises和Tresca屈服准则计算的结果作了比较.     

面心立方晶体单晶材料弹塑性本构模型

基于正交各向异性材料在偏轴受载时存在拉、剪应力耦合效应的影响,通过增加一项由应力偏张量分量的二次乘积项构成的应力不变量,对Hill屈服模型进行修正,并根据面心立方晶体单晶材料的屈服特点提出了新的屈服准则.用新屈服准则对国产DD3单晶合金的屈服应力进行预测,预测结果与试验结果相吻合;新屈服准则与Hill屈服准则相比,在760 ℃时的预测精度显著提高.在此基础上,重新定义适合新屈服准则的等效应力和等效应变,并由联合流动法则,以屈服函数作为塑性势函数,建立面心立方晶体单晶材料的弹塑性本构模型,推导出相应的弹塑性矩阵.对于各向同性材料,新屈服准及其等效应力和等效应变退化为Von Mises屈服准则和其相应的等效应力与等效应变.     

用Drucker公设导出两个经典屈服准则

从Drucker公设所得的正交流动法则出发,利用塑性体应变增量、等效塑性应变增量这两个塑性指标的特性,对金属材料假定塑性体应变增量为零,并且假设材料屈服时等效塑性应变增量与应力状态无关,通过严密的数学推导,导出了Mises准则,并进而在不考虑第二主应力的条件下,应用塑性功的性质导出了Tresca准则．     

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.     

Optimization of yield criterion and simulation based on QP980 high strength steel

QP980 is an ultra high strength steel. First, uniaxial and biaxial tension tests have been done in different loading paths. Then QP980 basic mechanical properties have been obtained. And the stress and strain graph has been drawn. Second, according to the equal principle of the unit volume plastics work and yield stress, QP980 plastic work contour map has been drawn. Third, through comparing Mises, Hill'48, Hosford and Barlat89 yield criterion theoretical curves with the experimental plastic work contour map, the result shows that the Hill'48 yield criterion is in good conformity with the QP980 material. Fourth, Hill'48 yield criterion is optimized by introducing an equivalent plastic strain parameter. The result shows that average error of optimized Hill'48 theoretical yield trajectory is reduced by 8.4%. Last, finite element model about variable cross-section roll forming is established, then applying the optimized Hill'48 parameter yield criterion to the ABAQUS for finite element simulation. The simulation result shows that the forming quality is good, and in agreement with the actual forming parts. Therefore, the optimized Hill'48 yield criterion can be used to precisely describe QP980 ultra high strength steel.     

基于三剪统一强度准则的厚壁圆筒极限承压分析

基于三剪统一强度准则分析了长厚壁圆筒的极限承压问题,得到了一个新的统一解形式,以往基于Mohr-Coulomb强度准则、Tresca屈服准则和Von Mises屈服准则的解均为其特例.分析表明,厚壁圆筒材料的拉压屈服极限比a和强度准则的中间主应力效应参数对其承压极限均有影响.弹性极限内压和塑性极限内压均随b增大而增大,随a增大而减小;弹性极限外压和塑性极限外压则与之相反.     

基于三维Hill’48屈服准则的液压成形本构模型及数值验证

基于三维Hill’48屈服准则建立了内高压成形的力学模型,将半隐式向后Euler应力更新算法与显式有限元方法相结合,通过用户自定义子程序UMAT将本构模型嵌入有限元软件LS-DYNA中,通过单个单元的拉伸试验对其进行验证,并将本构模型应用于液压胀形过程的数值仿真模拟,与各向同性Mises屈服准则进行了对比分析.结果表明,二次开发的本构模型正确,能够较好地反映管材胀形的变形规律.     

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.     

岩土力学3种屈服准则的屈服面形状和大小研究

用正交变换的方法对岩土塑性力学中的莫尔--库仑准则、卓柯--普拉格准则、广义双剪应力准则以及其屈服面进行了研究,从数学上论证了屈服面的形状和大小,并对3个屈服准则的特殊情形分别与 Tresca,Mises 和双剪应力屈服准则对应,进行了论证.