宽带材拉伸弯曲变形的理论模型

应用板弯曲理论,引入平面变形假设和横截面始终保持为平面假设,采用米塞斯屈服准则,建立了各向同性理想弹塑性金属带材的拉伸弯曲变形的一般解析分析方法和模型.它突破了基于初等梁弯曲理论建立的解析分析方法的局限性,得到了在过去同类研究中无法计算的带材厚度方向的应力和应变,实现了对带材拉伸弯曲变形过程更贴切的表征.通过以某冷轧带钢厂拉伸弯曲矫直机为算例的比较计算表明,本文所提出的带材拉伸弯曲变形的"板弯曲"模型比"梁弯曲"模型有更符合实际.     

真实切应变及其在等径弯曲通道变形中的应用

该文研究平面简单切变过程中切应变的计算。从无穷小变形条件下应变的定义出发，提出了大变形时真实切应变的概念。对切应变主轴不变的平面简单切变过程，通过无穷小应变的积分，导出了真实切应变计算公式。将该公式应用于等径弯曲通道变形中真应变的计算，与直接分析试件的几何变形得出的计算公式完全相同，而且与实验测定的真实等效应变吻合很好。     

相似材料模拟试验中的两个相似问题

目前在相似材料模拟试验中,常采用平面应力模型与平面应变模型两种受力状态。本文在实验室进行模拟试验的基础上,讨论并分析了在用平面应力模型模拟平面应变问题时,如何改变相似材料的弹模,以保持垂直变形的相似;用平面应变模型时,应采取哪些措施,以减少或消除模板摩擦力的影响。     

中主应力对土体本构关系的影响

本文根据常规三轴试验和平面应变试验结果,对以常规三轴试验为基础的土体本构模型在平面变形问题中的适用性进行了研究.文中用双曲线模型和双屈服面弹塑性模型对两种试样的变形进行了计算比较.结果表明,两种模型用于平面问题都有误差,主要是由于两模型中所含破坏准则没有很好反映中主应力影响所致;中主应力主要通过对破坏准则的影响来影响本构关系.改进破坏准则,变形计算可得到很大改善.     

弹塑性平面应变固结问题的解耦分析

针对弹塑性平面应变固结问题提出了解耦的计算方法,基于数值建模方法建立了多路径的土的弹塑性本构模型,该模型能考虑塑性剪应变εpv 与体应变p交叉作用及应力路径的影响.将该模型引入弹塑性固结问题中,建立了相应的扩散方程.讨论了此类液-固耦合问题的解耦条件及对应的应力路径.推导了平面应变扩散方程的基本解,该基本解与固体域控制方程构成了半数值半解析求解体系,编制了有限元程序,计算了一个典型平面应变固结沉降算例.对比分析表明该方法能有效地简化计算,能较好反映应力路径对固结的影响.     

上海粉细砂修正塑性功双硬化弹塑性本构模型

基于多组排水条件下不同应力路径的平面应变压缩试验结果,结合等向加载—卸载的三轴试验数据,提出了上海粉细砂应力路径不相关的修正塑性功剪切—体积双硬化函数,并在此基础上构筑了上海粉细砂的双硬化弹塑性本构模型.数值计算与试验结果的比较表明,所提出的双硬化本构模型能比较合理地反映上海粉细砂的变形和强度特性.     

中厚板残余应变的工程计算方法

对于合金元素较多的中厚板,如果采用TMCP轧制工艺,残余应变将使得轧制力的计算误差达到30%以上·分析常规变形抗力模型,将温度作为影响变形抗力模型的关键因素,并结合大量实验数据,得出残余应变的大致温度影响区间,并分析残余应变在该温度区间对中厚板变形抗力的影响,然后提出残余应变的建模方法和工程计算模型·通过在线应用证明,该模型大幅度提高了变形抗力计算精度,使得计算误差控制在7%以内·     

基于K近邻算法的平面结构变形场实时测量方法

针对行骨架结构式天线背架变形场难以监测的问题，提出一种基于K近邻算法的平面结构变形场实时测量方法。针对被测结构在实际使用工况下的典型受力状态，对结构施加负载，采集变形数据，制作预标定数据集，获取被测结构的实时应力应变数据。将实时获取的一组应力应变数据与预标定数据集各组数据进行相似度计算、排序，依据相似度系数矩阵和所选取的预标定数据，对当前受力状态下的监测点变形位移数据进行计算；根据行骨架和主背架的受力特点，对整个阵面变形场进行插值计算，拟合出被监测天线阵面的变形场数据。为了验证所提方法的有效性，本文在一种行骨架式非闭合平面结构上开展实验研究。结果表明，所提算法能够测量非规则结构在外力作用下的变形场，并具备一定精度。     

基于修正塑性功函数的砂土硬软化本构模型

基于与应力路径无关的修正塑性功函数,提出了一个新的可以考虑砂土变形强度应力路径效应的弹塑性硬化-软化本构模型.模型所采用的与应力路径不相关的修正塑性硬化函数是基于砂土多应力路径平面应变压缩试验结果、经过数学拟合而得到的.文中建议的本构模型属于等向硬化-软化、考虑非关联流动的弹塑性模型.有限元计算结果与室内试验结果比较表明,该模型不仅可以较好地模拟砂土变形强度的应力路径效应,同时也可以模拟砂土变形强度的应力水平依存性、强度的固有结构性各向异性、初始空隙比依存性,以及砂土伴随剪切破坏的软化效应.     

基于应变修正的二维缆索动力学建模改进

本文基于非线性连续介质力学思想和微分几何中的曲线理论,综合考虑Perkins模型的非线性应变和Howell模型的动态曲率,在更新的拉格朗日格式下,基于当前构形建立了缆索结构包含动态曲率和大应变的平面动力学方程组.运用无量纲参数分析化简了剪力的表达式,在平面动力学方程组中补充非线性几何方程与相对转角方程,形成了修正的Howell模型.通过分析拉力、剪力项系数,说明原Howell模型与修正模型的差别.通过算例分析,说明了修正Howell模型在计算精度和计算效率方面的优越性.     

水泥固化锌污染黄土力学特性试验研究

聚焦于重金属污染黄土而劣化的实际工程问题,探究水泥固化重金属污染黄土的强度、应力-应变特性,以水泥固化锌离子污染黄土为研究对象,考虑水泥掺量和养护龄期的影响,进行无侧限抗压强度的系列试验,分析其应力-应变曲线、无侧限抗压强度、破坏应变、变形模量的变化规律,进而构建水泥固化锌离子污染黄土在无侧限条件下的应力-应变本构模型。研究表明,经水泥固化后的锌离子污染黄土应力-应变曲线为强软化型,试样呈脆性破坏,可分为弹性、弹塑性、应力下降、残余稳定4个阶段;随着养护龄期、水泥掺量的增加,无侧限抗压强度增大,破坏应变基本呈现减小趋势;变形模量与无侧限抗压强度呈现非线性关系;构建的考虑养护龄期、水泥掺量影响的应力-应变本构模型,可准确描述水泥固化锌离子污染黄土单轴压力下的变形全过程。     

曲线钢-混凝土结合梁桥的混凝土收缩徐变效应计算

将混凝土的应变分解为瞬时应变、徐变和收缩应变三部分之和,基于CEB-FIP模型提出了模拟收缩徐变的简明本构模型.根据本构模型给出了收缩徐变产生的单元等效结点力增量计算式,并结合迭代法逐步计算原理给出了计算收缩徐变的有限元公式.最后,应用收缩徐变模型和对应的有限元计算理论编制程序计算了曲线钢-混凝土结合梁桥的收缩徐变效应,结果表明收缩徐变对曲线钢-混凝土结合梁桥的内力和变形均有很大的影响.     

轴对称件三点渐进成形理论和实验研究

针对单点渐进成形精度不高的问题,从控制变形角度,提出一种围绕对顶主成形头设置对顶辅助工具头以缩小变形域、限制二次变形和回弹、有效提高成形精度的三点渐进成形新工艺。为了寻找加工过程中塑性应变的变化规律以指导加工路径规划和成形工艺参数设计,基于轴对称件三点成形等高线加工轨迹的特点,提出并建立等效加工层模型。利用力学方程和平面应变条件,求得加工层的等效虚拟应力应变。研究结果表明:轴对称圆盘件成形的数值仿真和实验结果与理论解相一致,所建等效模型及理论分析的有效性和所提三点渐进成形控制变形及提高精度具有可行性。     

微尺度金属单晶应变突变现象的理论模型

介绍了近期基于特定物理变形机理相继发展的一些应变突变理论模型,重点讲述了微米尺度金属单晶柱体应变突变现象的晶体塑性理论模型.该模型考虑了应变突变幅值的随机性,提出了间歇性塑性流动的边界条件,建立了应变突变发生的判定准则,引入了应变突变持续时间参数,获得了间歇性变形行为的应力-应变关系.有限元计算表明,模型预测结果能够较为合理、准确地描述特征尺寸处于数微米以上的微柱体间歇性塑性流动现象.     

基于小应变土体硬化模型的水工隧洞围岩稳定性研究

在地下结构开挖过程中,除少数区域发生塑性变形或破坏以外,大部分区域为小应变.数值分析广泛使用Mohr-Coulomb模型分析地下结构,但由于该本构模型缺乏对土体变形特性尤其是小应变阶段变形特性的考虑,往往难以准确预测变形情况.本文介绍小应变土体硬化（HSS）模型的原理和参数确定方法,认为HSS模型能够考虑到在小应变阶段土体的高模量和非线性问题,利用小应变土体硬化模型分析计算出的变形结果与现场实测数据更为接近,对水工隧洞围岩变形分析有着重要意义.使用有限元商业软件PLAXIS 3D,以二甲沟水库引水隧洞工程为计算模型,采取小应变土体硬化模型研究该隧洞的围岩应力和变形情况,为类似隧洞工程变形的系统分析和准确预测提供参考.     

特种服装模型密栅云纹法变形测量

为分析特种服装在使用中的变形情况 ,研究了服装材料的力学性能和变形特点 ,并将服装简化为平面近似的躯干部分和曲面变形的四肢部分。基于两部分的变形特点 ,在实验中提出了单向拉抻和薄壁圆筒两种模型 ,采用密栅云纹法进行了应变测量研究。实验结果表明该方法可以方便准确地测量两种变形。得到的实验方法和初步结论 ,对特种服装的变形分析和安全校核具有实际的指导意义     

基于数字相关法初始值优化的微悬臂梁弯曲变形与应变测量方法

提出了一种基于数字相关法初始值优化的微悬臂梁弯曲变形与应变测量方法.基于放大的微悬臂梁表面的纹理特征,在尺度空间内进行特征点的测量与匹配,在特征点处进行高阶的数字相关法计算以得到变形参数;将特征点处的变形参数进行二维插值运算以得到任意像素点处变形参数的初始值;采用牛顿拉普森迭代方法计算在特定网格点处的变形参数,进而得到网格点处的位移和应变.通过仿真变形图像的计算结果来确定数字相关法的设定参数,对实际的微悬臂梁变形图像进行应变场计算,并与有限元法的计算结果进行比较,以验证所提出方法的有效性.     

基于改进的非连续变形方法的洞室围岩稳定性分析

为了更符合实际工程,拓展非连续变形分析(DDA)的应用范围,将DDA中自带的平面应力问题转换为平面应变问题,对平面应变模型进行算法分析,并在VC++平台下程序实现;将岩体DDA方法平面应变模型应用于大型地下洞室开挖,并将模拟结果与已有大型洞室的物理实验结果进行对比。研究结果表明:DDA方法中平面应力模型的改进可行,与物理试验结果吻合度较好;洞室围岩的破坏与开挖的关系密切;DDA方法平面应变模型应用于大型地下工程,可以更好地分析洞室围岩的稳定性。     

基于余能原理计算简单剪切变形

以高玉臣提出的基于基面力的弹性大变形余能原理为基础,利用Lagrange乘子,放松平衡条件和力边界条件对余能泛函的约束,给出了基于基面力的广义余能泛函.利用极分解定理,将表示单位质量的余应变能分为刚性转动和纯变形两部分,考虑相邻单元间边界面力的平衡条件,推导出了平面四边形单元的有限元公式,并利用其进行了简单剪切变形的计算.数值计算结果与理论结果的对比表明,当剪切角不超过35°时,二者是非常接近的.     

双头单螺杆泵衬套有限元分析

用ANSYS对双头单螺杆泵衬套的受力情况作了有限元计算,为了提高计算效率,将螺杆泵衬套的有限元模型简化为平面应变模型求解。讨论了双头单螺杆泵衬套在受到均匀压力与非均匀压力,以及衬套和螺杆在静态接触的情况下,衬套内各点的变形、应力与应变的分布;揭示了双头单螺杆泵衬套的受力状态和变形规律。为双头单螺杆泵的结构优化设计及性能改善提供了参考依据。