金属材料非比例循环塑性的本构描述

多晶金属在非比例循环过程中的强化与其内部组织结构的变化密切相关。根据循环过程中金属位错子结构的变化,将强化函数分解为乘积形式,各因子分别决定于非强化区尺度与非比例度,由此将各种不同的强化机制嵌入热力学相容的本构方程。对304与316不锈钢室温下二维非比例循环的本构响应进行了分析,并与Benallal等、Tanaka等、和Ohashi等的实验结果进行比较,符合得很好。     

混凝土三轴循环本构关系的神经网络模拟

利用BP神经网络的模拟能力代替传统的力学方法，对混凝土材料的循环本构关系进行了模拟研究．首先回顾了此类模型的研究进展和构造方法。然后直接从试验数据出发，建立了混凝土三轴受压循环比例加栽条件下的本构模型．试验结果和模拟结果的比较说明，该模型具有较高的精度和良好的泛化能力．本研究结果进一步说明神经网络模型适合于描述多影响因素的非线性复杂因果规律，为研究材料本构特性提供了一条新的途径．     

岩体结构面三维循环加载本构关系

研究岩体结构面在循环加载条件下的三维力学性质。通过对二维数值模型合理推广,建立三维本构模型。法向加卸载本构为逐步硬化的双曲线函数。切向模型基于加载为双曲线函数、卸载为线性函数的本构方程建立,并引入剪切方向角描述三维切向接触特性。考虑峰值剪切现象,以切向塑性功为主要参数,建立峰值摩擦角和剪胀角的磨损方程。以初始剪胀角和残余剪胀角为主要参数建立剪胀方程。数值计算结果与试验曲线的对比表明,该模型体现了各向异性结构面的非线性受力变形特性、表面磨损和不均匀剪胀行为,能较好模拟三维循环加载本构关系。     

镁合金塑性-蠕变交互作用的损伤本构模型

基于简单机械模型并合理地定义广义时间标度,得到了描述塑性-蠕变交互作用的统一型本构方程．在此基础上,采用Gurson模型考虑了镁合金在铸造过程中及由二相粒子脱落等所造成的孔洞型损伤,建立了基于含球形孔洞的有限体积球体的损伤模型,由此建立了混合强化材料的损伤演化．利用所建立的描述损伤本构模型和损伤演化,分析了镁合金在循环栽荷作用下的响应特性,取得了与实验相吻合的结果．     

基于热力学的混凝土塑性和粘塑性本构模型研究

建立了具有实用意义的基于热力学能量耗散函数的混凝土率无关和率相关塑性模型.基于热力学原理,构造了混凝土在主应力空间中的能量耗散函数,并根据此函数推导出了耗散应力空间和真实应力空间中的混凝土模型.推导过程中不需引入其他假定,所得模型能自动满足热力学定理.拟合参数后,计算了多种受力状态下混凝土试件和构件的静动态响应.计算结果符合试验结果,验证了模型的正确性和实用性.     

次加载面理论及其在土体循环塑性模型中的应用

简要介绍了次加载面理论的基本思想、假设及其物理解释．开创性地把次加载面理论与广义塑性力学相结合，把常规的椭圆-抛物线双屈服面模型扩展为次加载面循环塑性模型，并通过多种应力路径下土体本构响应的模拟，表明次加载面循环塑性模型能较好地反映循环荷载作用下土体呈现出的非线性、滞回性与变形的积累性三方面的主要特征，初步验证了模型的有效性．     

一种双相材料的应变等效非局部本构模型

珠光体钢由众多随机取向的珠光体团构成，每一珠光体团又包含了许多交替叠合的渗碳体片和铁素体片。实验表明，具有较细片层间距的珠光体钢具有较好的综合力学性能，较高的耐磨性的抗接触疲劳性能。基于考虑此类材料中由于两相变形的不协调而存在的相间的相互约束，提出了一种应变等效非局部本构模型，在不改变材料局部参数的前提下，通过引入等效应变较好地描述了作为珠光体材料微结构基本参数的片层间距对其宏观响应特性的影响。对具有不同平均片层间距的热轧PD3和离线全长热处理PD3珠光体钢轨钢的非对称循环塑性进行了分析，得到了与实验相吻合的结果。     

混凝土一种假三轴塑性本构模型

在试验中发现:混凝土在很小的压力下就有塑性变形,混凝土的应力状态达到峰值前甚至峰值后不一定会有扩容.考虑了这两个试验现象,在构造的模型中假定混凝土初始屈服强度为零,从而模型算出的单调加载条件下的应力-应变曲线具有和试验相符合的光滑、连续的特征.提出了判断材料的应力状态到达峰值前是否出现扩容的方法,使模型能对扩容和不出现扩容两种试验现象进行模拟.模型与沿4组假三轴压缩比例加载应力路径对混凝土加载的试验结果进行了对比,模型对实验中混凝土的峰前段应力-应变关系能进行合理模拟,对峰值后可模拟小段范围内的应力-应变关系及其趋势.     

考虑应变非强化区的Ohno本构模型验证分析

对含有塑性应变非强化区的Ohno循环塑性本构方程关于应力、内变量计算和一致切线刚度矩阵计算的过程进行了分析,在此基础上编写了ABAQUS材料用户子程序UMAT。然后用该程序对316L不锈钢材料的应变对称拉压变幅循环、应变非对称拉压变幅循环、应变对称剪切(扭转)变幅循环和轴向拉压棘轮循环等塑性变形过程进行了数值模拟,所得结果合理地反映了材料相应试验过程中的现象。     

非比例循环加载下316不锈钢晶体塑性数值模拟

综合 Weng和 Bassani硬化律 ,通过对它们的改造 ,建立了一个适合于描述单晶循环硬化的单晶硬化律 ,并提出了适用于非比例循环加载条件下开动滑移系的预测方案 ,在此基础上 ,采用林同骅多晶塑性模型建立了适用于非比例循环加载条件下数值模拟迭代格式 .该模型用于预测3 1 6不锈钢材料在拉压对称循环加载路径、方型和圆型路径下的复杂循环变形行为 ,其预测结果与实验结果吻合良好 .     

塑性耗散功的强化描述及其应用

变形材料内部存在各种微缺陷及其残余微应力场,贮存于这些微应力场中的能量对后续塑性变形有着重要的影响.注意到在非比例循环过程中不同应变路径下的塑性耗散能量间存在明显的差别,提出了基于塑性耗散能量的非比例度及强化函数,将其嵌入所得到的非经典本构理论,得到了描述金属材料非比例循环塑性的一种非经典本构模型,发展相应的算法和程序,对奥氏体304不锈钢的非比例循环塑性进行了分析,得到了与实验较为一致的结果.     

40CrA钢在非比例循环载荷下塑性的研究

采用ＭＴＳ材料试验机对正火状态的４０ＣｒＡ钢在二维循环复杂应变路径下的流动特性和强化进行了系统的实验研究。对于特定的循环应变路径，当应变幅值较小时，材料多表现为循环弱化；随着应变幅值的增加，循环弱化的现象逐渐消失，在某些路径下甚至表现为循环强化。当从一种比例路径下的循环稳定状态进入另一种比例路径下循环时，存在瞬时附加强化并随之产生缓慢的弱化。在非比例循环加载条件下，材料的强化与路径形状密切相关。不     

岩体节理非线性法向循环加载本构模型的改进

假定卸载曲线和重加载曲线在法向的起始刚度由前一次加载曲线和卸载曲线决定,从而完全确定岩体节理循环加载本构方程.对模型参数的不同取值,将已有的不同模型统一起来,通过卸载曲线渐近线内移的方式来反映滞回特性.将改进的节理弹性非线性法向变形本构模型拓展到循环加、卸载条件下,考虑节理面几何特性、充填物特性及岩石类型的复杂性,在将节理变形的非线性程度定量化描述的同时,修正以往模型对曲线形式做出硬性假定的方式.新模型的预测结果与试验结果吻合良好,验证了模型的可行性.     

循环荷载作用下沥青混合料的黏弹塑性损伤本构模型

为较好描述损伤状态下沥青混合料的黏弹塑性应力-应变关系、明确动态循环荷载对其损伤本构关系的影响,利用经典黏弹塑性流变理论,在Burgers黏弹性模型上串联一个黏塑性元件,并根据损伤力学应变等效原理,建立了一个能体现动态循环荷载作用特点及能考虑加载频率影响的沥青混合料黏弹塑性损伤本构模型.同时进行间接拉伸疲劳试验,研究加载频率、环境温度、应力水平、沥青用量及沥青种类对混合料应力-应变关系的影响,并标定模型参数、验证模型的有效性.结果表明:所建模型不仅能较好描述沥青混合料在动态循环荷载作用下的损伤本构关系,还能体现加载频率、环境温度及荷载水平等因素对应力-应变关系的影响;模型参数意义明确、规律性强,值得进一步研究和推广.     

镁合金循环蠕变的损伤本构关系

利用MTS809高级材料试验机对镁合金AM50进行了系列蠕变试验,基于微结构和缺陷的分析提出各向同性标量损伤变量,在能量释放率概念的基础上导出损伤变量的演化方程.针对镁合金的循环蠕变强化和回复软化的特点建立内应力演化方程,在不可逆热力学和内应力理论基础上发展了考虑损伤的循环蠕变本构关系.理论分析与试验结果吻合较好,表明所建立的计及损伤的循环蠕变本构模型能够描述镁合金的循环蠕变现象.     

复杂载荷作用下的本构关系及其积分方法

本文将 Ｈｏｄｇｅ混合硬化模型推广，并和 Ｄａｆａｌｉａｓ模型相结合，提出适用于复杂加载，特别是循环加载条件的本构模型，同时给出了这种模型的近似解析积分方法。实例表明所提出的模型具有描述材料在循环载荷作用下的几个基本特征现象的能力，同时所要求记录的信息及计算工作量较少，便于耦合进现有的一般目的有限元程序。     

基于反双曲正弦函数的循环本构模型

为改善本构模型对循环变形应力-应变滞回环的预测能力,基于反双曲正弦函数提出了一个新的随动硬化律.在该硬化律中,背应力分为长程、中程和短程3部分,并且每部分都符合"A-F"硬化律的演化形式(即包含线性项和动态恢复项).在长程和中程背应力中,动态恢复系数逐渐演化以描述大变形瞬态包辛格效应,并且系数中引入了棘轮系数以描述材料...     

往返荷载下饱和砂土瞬态孔压的数学模型及其初步验证

本文基于对往返荷载下饱和砂土瞬态孔压变化机理和定量分析途径的已有研究成果,通过振动三轴试验,建立了计算往返荷载下饱和砂土瞬态孔隙水压力的具体数学模型。该模型考虑了导致瞬态孔压波动发展的主要因素,据初步的模型计算和试验测定结果的对比,表明该模型能够模拟瞬态孔隙水压力的实际变化过程.     

岩体结构面网格渗透张量分析方法

工程岩体的渗透特性研究是其渗流分析和稳定性设计的技术关键·作者以现场岩体渗透结构面概率模型统计资料为依据,采用离散介质方法建立典型裂隙网络模型,提出计算岩体结构面网络的等效渗透系数张量方法·应用等效连续介质模型分析方法研究区域岩体的渗流问题·针对现场的矿山边坡水文地质实体,运用该技术建立了反映岩体渗透各向异性的等效连续介质模型·实例分析表明,该技术途径不但适合工程岩体宏观渗流分析的特点,而且能够较为深刻地认识裂隙渗流的本质·     

循环荷载作用下砂土的一种普遍弹塑性模型

本文根据砂土在动荷作用下的反应特性建立了一个动荷作用下砂土的弹塑性模型。该模式通过引入相对应力比的概念,使得应力路径上的每一个点都处于加载状态。模型不直接定义屈服面和塑性势函数,而是由破坏面、流动方向、初始加载面、加载方向和塑性模量等部分组成,具有参数少且易确定等特点。最后给出了该模型参数的确定方法,并通过和试验数据的比较证明了该模型的合理性。