广义塑性力学的硬化理论

对广义塑性力学的硬化理论进行了系统而深入的剖析 ,阐明了硬化模型和硬化定律的基本概念和物理意义及其区别和联系 ,并指出应根据不同的土性、屈服面以及苛载类型恰当地选取硬化模型和硬化定律 ,进一步完善了广义塑性力学的硬化理论     

广义塑性梯度模型的理论框架

广义塑性力学不适宜于解释岩土应变局部化现象。为了较全面地反映岩土的基本力学性质,同时合理解释应变局部化现象,本文基于广义塑性力学的理论框架,在双重屈服函数中考虑了塑性应变的梯度依赖,建立了广义塑性梯度模型的理论框架,并给出了广义塑性梯度模型的一种可能的具体形式,分析了该模型的各个模型参数,尤其是其中的“局部化参数”的物理意义和可能对其产生影响的因素。     

黄土湿陷变形本构关系研究

根据黄土湿陷变形的结构性原理,分析了湿陷变形的塑性特性,引用增湿软化模型ZSM体作为增湿变形的力学模型,应用常规三轴浸水试验研究了不同的应力状态下湿陷性黄土在水和力共同作用下的湿陷变形特性,将增湿含水量作为内应力考虑,并由试验拟台得出湿陷体积屈服面和剪切屈服面,基于广义塑性力学原理建立了湿陷变形的增量本构模型,该模型考虑了湿陷变形中的湿陷体积变形和湿陷剪切变形以及球应力和偏应力对湿陷体积变形和湿陷剪切变形的交叉影响,反映了黄土湿陷变形的特性。     

基于广义塑性力学的无单元法

在广义塑性力学中应用无单元法，得到了适用于无单元法计算的本构方程，计算了土体在均布荷载和偏荷载共同作用下的弹塑性变形。实例证明了该方法的可行性和有效性。     

无限长条板中动裂纹尖端的特性

介绍了断裂动力学的基本方程,得出了动裂纹尖端的近似应力场、位移场以及动应力强度因子,对尖端的塑性区做了一些讨论,推导出的裂纹尖端特性的基本理论,可指导工程中的设计和生产中的安全防护,并可以预测动裂纹开裂时的状态和扩展趋势.     

The study of slip line field and upper bound method based on associated flow and non associated flow rules

At present, associated flow rule of traditional plastic theory is adopted in the slip line field theory and upper bound method of geotechnical materials. So the stress characteristic line conforms to the velocity line. It is proved that geotechnical materials do not abide by the associated flow rule. It is impossible for the stress characteristic line to conform to the velocity line. Generalized plastic mechanics theoretically proved that plastic potential surface intersects the M-C yield surface with an angle, so that the velocity line must be studied by non-associated flow rule. According to limit analysis theory, the theory of slip line field is put forward in this paper, and then the ultimate bearing capacity of strip footing is obtained based on associated flow rule and the non-associated flow rule individually. These two results are identical since the ultimate bearing capacity is independent of flow rule. On the contrary, the velocity fields of associated and non-associated flow are different which shows the velocity field based on the associated flow rule is incorrect.     

铝合金宏观断裂准则

为研究铝合金抗断设防，借鉴金属静水应力型屈服概念，给出了铝合金广义屈服椭球面的新诠释．基于三向等拉伸应力状态下铝合金屈服和断裂的重合性假设，导出了铝合金在三轴应力空间的椭球面断裂准则及参数量化方法，并给出了铝合金抗断设防图及广义屈服椭球面的物理解释．该断裂准则使铝合金在三轴应力空间的屈服和断裂两种破坏模式得到了统一，具有物理概念清晰、形式简单、便于工程应用的特点．铝合金开孔板断裂试验的数值模拟结果显示，该断裂准则具有较高的精度．     

III型裂纹裂尖应力场的内聚力模型

摘要： 针对幂指数硬化材料,在小范围的屈服条件下,建立了III型裂纹的内聚力模型,获得了内聚区和塑性区中的应力 应变场及内聚区中的内聚力和张开位移的本构关系.结果表明：对于中等硬度的材料,如果内聚力的峰值小于2.5倍的屈服应力,那么内聚力对塑性区中的应力分布起决定性的作用,传统的弹塑性断裂力学方法和内聚力方法之间存在着差别;当牵引力的峰值变为无穷大时,无论有否内聚力,应力分布都会趋于收敛.     

深埋隧道围岩滑移面验证及稳定性分析

为了采用安全系数分析深埋圆形盾构隧道稳定性,以隧道围岩弹塑性区域的应力分布为基础,采用变分方法验证围岩滑移面的分布形态.将围岩简化为理想弹塑性材料,结合弹塑性区域应变分布获得围岩极限塑性半径.基于Mohr-Coulomb准则,选取隧道安全系数为极限塑性半径内沿隧道滑移面围岩的抗剪强度与剪切力之比,获得以安全系数为隧道稳定性指标的分析方法.通过算例分析得出极限应变与屈服应变比值、围岩力学参数和支护参数与隧道相对塑性半径和安全系数的关系.研究结果表明:增加围岩内聚力、内摩擦角及支护压力能有效抑制隧道塑性区半径发展与提高隧道安全系数;围岩变形协调能力越好,整体越稳定.     

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。     

基于有限元的弹塑性裂纹数值分析

在线弹性断裂力学和D-M模型的基础上,推导出了受单向拉伸含中心穿透裂纹的理想弹塑性材料J积分的解析式;通过ANSYS对弹塑性J积分进行数值计算,与推导出的解析解比较,表明了用有限元方法计算弹塑性J积分具有相当高的精度;分析了J积分与裂纹初始长度及外荷载的关系;对理想弹塑性材料塑性区大小进行了探讨,结果表明,塑性区尺寸随外荷载增大而增大,并且外荷载接近屈服应力时,裂纹塑性区尺寸趋近于无穷大,进入全面屈服.     

钢筋混凝土纤维强化塑料复合梁的弯曲失效线弹性断裂力学模型

钢筋混凝土梁的受拉部位粘贴纤维强化塑料(FRP，fiber reinforced plastic)板，可以提高整个结构的承载能力．随着载荷加大，在弯矩比较大的弯曲段经常出现钢筋层与FRP板之间的层间开裂和失效．建立了多层复合梁的层间裂纹分析模型，并对其失效行为进行分析．在线弹性断裂力学(LEFM，linearelastic fracture mechanics)范畴内，应力强度因子和能量释放率(或裂纹扩展力)是两个重要参量．提出了拉伸弯曲组合梁的能量释放率的计算方法，通过弯曲平面假设研究了复合梁的变形与受力特点，计算和讨论了裂纹在不同位置时的能量释放率。     

深埋超大断面局部近水平岩层结构垮塌失稳机理

针对深埋超大断面隧道穿越近水平岩层的围岩稳定性问题,建立了局部近水平岩层结构力学模型。认为局部岩层的垮塌失稳为掌子面后方应力重分布形成的均布竖向荷载,及水平荷载作用下结构力学模型的弯拉脆性破坏和剪切塑性屈服过程。通过针对依托工程验证了深埋超大断面隧道,建立局部近水平岩层结构力学模型,分析围岩垮塌失稳的合理性和可靠性;并提出了超大断面深埋隧道近水平围岩失稳后的合理处理措施。研究成果可为深埋超大断面隧道局部近水平岩层结构垮塌失稳及其治理提供理论支持。     

高强度钢板热成形性预测研究进展

高强度钢板热冲压成形是实现车身轻量化、保证安全性的重要途径,近年来得到汽车和钢铁工业的广泛关注与应用。由于高温工况的引入,高强度钢板的力学行为表现出明显的应变率和温度相关性,为准确评价板料的热成形性带来了挑战。概述了热冲压技术的工艺特点,从热成形极限实验和理论预测两方面展开讨论,介绍了国内外学者的相关研究工作,分析了应变成形极限方法存在的不足,引出了基于损伤力学理论的板材成形性评价方法,分别介绍了连续介质损伤和细观损伤理论在板材成形性方面的若干研究,以及材料损伤参数的识别方法。结合热冲压技术的工艺特点,指出热冲压高强度钢的损伤研究应采用实验、理论及数值仿真相结合的方式,并充分考虑温度、加载速率以及应力状态对损伤演化的影响。本研究可为完善损伤理论在金属板材热冲压中的应用提供借鉴。     

催化剂颗粒流的基本方程

本文借助于土力学和流体力学等的基本方程,对催化剂颗粒流作了五点假定,建立了封闭的动力学状态方程。为求解移动床以及管内催化剂的高密度重力流动和高密度输送流动等奠定了基础。     

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.     

考虑节理单元的弹塑性概率计算方法

阐述了考虑节理单元后的三维随机有限元计算方法，并结合塑性理论将岩土工程中的塑性屈服准则引入随机有限元方法中．结合具体屈服准则推导了随机有限元的基本计算公式，给出考虑节理单元及塑性屈服问题在三维情况下的位移、应力的均值与方差，利用这些公式可计算出每一单元的屈服概率从而求出结构的可靠度。     

非共轴特性对岩土材料应变局部化行为影响的数值研究

岩土材料的各向异性特征使其在主应力旋转的加载条件下出现主应力和主塑性应变率不共轴的现象,而传统的塑性流动理论默认两者是共轴的,导致无法正确预测应变局部化分叉的开始。另外,基于经典连续体理论的传统本构模型在模拟应变局部化边值问题时,由于没有任何内部长度参数,导致无法反映剪切带的宽度及发展演化。为此,本文建立了一个基于微极理论的非共轴弹塑性本构模型,研究岩土材料非共轴特性对剪切带的萌生、宽度和演化的影响,并与基于经典连续体理论的结果进行比较。发现基于微极理论的非共轴弹塑性模型不仅能够准确预测剪切带的萌生,而且能够很好地描述非共轴特性对剪切带宽度的影响。     

广义力学中的积分变量关系和积分不变量

本文研究广义力学系统的积分不变量理论，首先，给出广义力学中非保守系统的正则方程；其次，研究系统作用量排 等时变分；而后，建立广义力学的基本积分变量关系，给出广义力学的基本积分变量关系，给出广义力学系统的Ｐｏｉｎｃａｒｅ－Ｃａｒｔａｎ积分不变量和Ｐｏｉｎｃａｒｅ通用积不变量。     

A Theoretical Approach for Estimating Fracture Toughness of Ductile Metals

Fracture toughness is very important when applying Damage Tolerance Design and Assessment Techniques. The traditional testing approach for obtaining fracture toughness values is costly and time consuming. In order to estimate the fracture toughness of ductile metals, the fracture mechanics theory, materials plastic deformation theory and materials constructive relationships are employed here. A series of formulae and a theoretical approach are presented to calculate fracture toughness values of different materials in the plane stress and plane strain conditions. Compared with test results, evaluated values have a good agreement.