粘弹—粘塑相似性的一个非线性原理

根据蠕变试验结果,我们发现某些粘弹性材料的特性在下述意义上相似于热流变性简单材料的特性:相应于不同应力的蠕变函数对数与时间对数的曲线具有相同的形式,而它们都是主曲线的移位。其次,为进一步描述热流变性简单材料的各向异性特性,依照内变量理论,本文采用了一个映射应力张量代替各向同性蠕变势中的真实应力张量。根据Betten蠕变势理论是基于最大耗散率原理.从而,按照涉及蠕变条件的著名Lagrange方法,可以得到各向异性热流变简单材料的流变法则。本文从这一流变法则导出本构方程。这里,“各向异性”的意义是指“包括损伤”,即“包括分布缺陷”.文中发展的理论是建立在内蕴时间概念上的,这一内蕴时间是取为应力张量的函数,从而可将它视为材料函数。通过内蕴时间理论的热力学分析,我们发现若能恰当地定义内蕴时间,使得广义内耗(Hemholz自由能对内变量的偏导数)正比于相应内变量对内蕴时间的变化率,则所研究的各向异性热流变简单材料(即考虑损伤的热粘塑性材料)的本构方程形式就与广义内耗正比于相应内变量速率的粘弹性材料的本构方程形式完全一样。这样,类似于线性范围内的弹-粘弹对应性原理的概念,本文建立了非线性的粘弹-粘塑相似性理论。这一成果大大有利于裂隙流变性材料中裂纹扩展过程的研究,从而充实了流变断裂学的内容。     

基于本构关系的混凝土受弯构件正截面承载力计算

基于典型化应力-应变本构关系,模拟混凝土受弯构件的压应力分布情况,推导混凝土受弯构件正截面承载力及合力实际位置,提出利用本构关系的受弯构件正截面承载力计算方法。通过与等效矩形方法对比得出:对于常规混凝土(强度C50以下),该算法结果偏小,差值在1%以内,设计结构更为安全。通过算例验算比较,该方法与各国规范承载力计算结果很接近,相对误差在5%以内,有较强适用性。     

三种混凝土本构模型在圆钢管再生混凝土轴压短柱有限元分析中的比较

为研究再生混凝土本构模型的特点及适用性,基于三种不同核心再生混凝土本构模型对钢管再生混凝土轴压短柱受力全过程进行非线性有限元分析,从极限承载力、轴压刚度、耗能因子等方面对数值模拟结果与93组试验数据进行对比分析.结果表明:在极限承载力方面,未考虑约束作用对峰值应力影响的本构模型计算结果偏安全;基于统一理论的本构模型计算结果对套箍系数较大的试件符合较好,而套箍系数较小时结果偏保守;考虑取代率、含钢率、钢材屈服强度对核心再生混凝土强度及弹性模量影响的约束再生混凝土本构模型,计算结果与试验结果符合程度较高.轴压刚度方面的分析表明,按照弹性叠加原理计算的构件轴压刚度相对于试验值偏低,而考虑再生混凝土取代率的组合轴压刚度计算方法及本构得到的计算刚度值与试验结果符合良好,另外两种本构的计算值偏于不安全.此外,三种本构模型计算的耗能因子均高于试验值,表现为模拟的荷载-位移下降段比试验曲线平缓.     

混凝土轴压短柱有限元分析中的比较

为研究再生混凝土本构模型的特点及适用性,基于三种不同核心再生混凝土本构模型对钢管再生混凝土轴压短柱受力全过程进行非线性有限元分析,从极限承载力、轴压刚度、耗能因子等方面对数值模拟结果与93组试验数据进行对比分析.结果表明：在极限承载力方面,未考虑约束作用对峰值应力影响的本构模型计算结果偏安全;基于统一理论的本构模型计算结果对套箍系数较大的试件符合较好,而套箍系数较小时结果偏保守;考虑取代率、含钢率、钢材屈服强度对核心再生混凝土强度及弹性模量影响的约束再生混凝土本构模型,计算结果与试验结果符合程度较高.轴压刚度方面的分析表明,按照弹性叠加原理计算的构件轴压刚度相对于试验值偏低,而考虑再生混凝土取代率的组合轴压刚度计算方法及本构得到的计算刚度值与试验结果符合良好,另外两种本构的计算值偏于不安全.此外,三种本构模型计算的耗能因子均高于试验值,表现为模拟的荷载 位移下降段比试验曲线平缓.     

非线性粘弹性本构关系及其应用

给出了三维Ｓｔｉｅｌｔｊｅｓ卷积形式的简化非线性粘弹性本构关系和三维本构关系的弹性回复对应原理,采用简化非线怀本构关系和本构关系的弹性回复对应原理,通过对改性聚丙烯的准静态实验,提出了一种寻求非线性瞬时弹性应力应变关系的新方法;预测了不同应变率情况下的非线性粘弹性应力应变曲线;证明了简化非线性粘弹性本构关系对聚合物一类材料的适用性;表明了应力应变曲线的应变率相依性是遗传性时间效应的直接结果,从而非线性粘弹性本构关系中不必包括应变率作为独立变量。     

混凝土宏观损伤本构模型综述

从弹性损伤模型出发,根据混凝土本构关系的研究历史,整理出了经典弹性损伤模型中的几种独特想法,以及不同损伤模型各自对混凝土材料非线性与不可恢复变形等力学行为的反映。从3个方面归纳总结了经典的弹塑性模型对塑性应变的反映,重点是从损伤变量的演化法则——基于损伤能量释放率、损伤能量释放、经验演化法则总结了几个有代表意义的混凝土损伤本构模型,通过研究对比了各个模型的特点以及不足,为研究混凝土损伤本构模型提供思路。     

混凝土薄壁连续箱梁剪力滞效应分析与对比

在大比例连续混凝土箱梁模型弹性范围内剪力滞效应试验研究基础上,结合混凝土箱梁的特点,通过选用合适的单元类型和材料本构关系,运用ANSYS大型有限元分析程序模拟了试验全过程,重点分析了连续混凝土薄壁箱梁在集中荷载作用下,荷载-挠度曲线以及不同截面处翼缘混凝土应变分布规律等问题,分析结果与试验结果吻合良好.     

火灾下混凝土强度和变形性能研究综述

对国内外混凝土抗火性研究中力学性能研究成果进行了总结。论述了混凝土的各项力学性能,包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量、高温下混凝土的耦合本构关系等方面的内容。此外提出了一些问题,主要是火灾下、力和温度共同作用下、多轴作用下等方面的材料高温性能研究不足。最后提出了高温下混凝土力学性能研究方向,即建立更多的耦合本构关系模型,重点研究高温下多向应力作用下混凝土及钢材的力学性能。     

论混凝土裂纹体的流变断裂

本文的讨论,提出了可以发展混凝土构件流变断裂的一个一般的框架。探讨了三个主要问题,即本构方程的非线性、动态能量释放率及混凝土中粗骨料与砂浆间界面斜枝微裂纹的发展规律。本文引入混凝土裂纹体的包含断裂元件的流变模型,从而使混凝土断裂的上述问题的研究得以简易化。推导出具有材料非均质性所引起的流变效应的混凝土裂纹体本构方程。将有限应变下的超弹性材料中直形尖裂纹的动态能量释放率G_d的统一处理方法,推广到混凝土裂纹体情况。将G_d分成G_(d1)和G_(d2),它们分别表瞬时断裂和延迟断裂的动态能量释放率。然后,我们再将G_d分成通常的准静态能量释放率加上负的动态贡献,即G_d(t)=(?)(t)+(?)(t)。显然,(?)和(?)对混凝土中裂纹的动态特性的关系,比应变能变化率(?)与动能变化率(?)对它的关系更密切些,这是由于(?)和(?)一般地不是裂纹尖端所固有的缘故。最后,根据混凝土中粗骨料与砂浆间界面斜枝微裂纹的发展规律,借助主裂纹尖端前的“损伤积累”概念,论证了主裂纹是在等时间隔以跳跃形式增长的。     

瞬时弹性本构关系在尼龙6/蒙脱土 纳米复合材料中的应用

尼龙6/蒙脱土纳米复合材料是一种非线性粘弹性材料,采用非线性粘弹性本构理论中的弹性回复对应原理,获得了一个适用于该复合材料的瞬时弹性本构关系.较好地预测了复合材料不同应变率下的非线性粘弹性应力应变曲线,结果表明应力应变曲线应变率依赖性是遗传时间效应的结果,进而证明尼龙6/蒙托土纳米复合材料的粘弹性本构关系中可以不包括应变率作为独立变量.     

分析钢筋混凝土结构的有限元程序设计

提出了一个简单的混凝土三维本构模型,基于塑性流动理论,混凝土的非线性受压特性通过屈服条件、流动和硬化规则描述.编制了钢筋混凝土结构非线性分析8节点和20节点的三维等参单元程序.程序中钢筋分别采用分离与分布模式模拟.通过三个经典的算例对比分析,表明了提出的混凝土本构模型能够有效地模拟结构的破坏荷载和破坏全过程.     

流变损伤材料的本构理论

连续损伤力学已日益受到重视,但目前有关损伤材料本构理论方面的工作,还多着眼于弹、塑性损伤材料。木文讨论了建立流变损伤材料本构方程的一般方法,而弹塑性损伤材料的本构方程可作为本文所述方法的一种特例得到。本文的工作为具有流变性能材料的连续损伤力学基本方程的建立提供了方便。     

带缺陷流变性材料裂尖断裂过程区的热力学性和电磁性

带缺陷流变性材料破坏过程中显现出热致磁效应的实验结果表明：在材料破坏的过程中，由于内部温度梯度的存在，导致裂尖断裂过程区具有热致磁效应．可见，热传导方程应包括电磁场的贡献．这种情况意味着断裂过程区内的磁感应场变化，不是由磁通量守恒律的局部化剩余产生，而是本构关系的直接结果，它显示为非局部效应，并参与能量耗散，因此，材料的破坏过程不是纯粹的力学过程．本文应用线性算子谱论建立了条带型断裂过程区的流变场方程并讨论了其热力学关系．最后，以对于Galilei不变式是协变的Lorentz不变式方程分析了裂尖断裂过程区的电磁场特性．本文的成果将有利于金属基复合材料、导电聚合物、定向纳米材料等新型材料的设计和制造以及有关结构物的失效分析．     

旋转参照系中Maxwell方程的进一步讨论

应用结构方程的协变式，可以找到出现在介质中的辅助场跟基本场之间的关系，即结构方程．然后将结构方程代入旋转系中普遍的场方程之中，就得到了以基本场量表示的Maxwell方程．这里分两种情况进行了讨论．     

混凝土箱梁水化热温度场有限元分析

应用大型有限元分析软件ANSYS,模拟箱形梁水泥水化生热和对流边界条件,进行混凝土水化热温度场仿真计算,并与实测数据进行对比分析.结果表明,所建立的有限元分析模型可以精确地仿真实际混凝土温度场,可为类似工程借鉴.     

预应力轻骨料混凝土叠合板正截面的力学性能

针对预制和现浇部分均采用普通混凝土的叠合板存在自重大、要求起吊能力高等缺点,提出了预制部分采用预应力轻骨料混凝土薄板、后浇部分采用普通混凝土现浇的预应力轻骨料混凝土叠合板.这种叠合板既可充分利用轻骨料混凝土自重轻的特点,也可充分利用后浇普通混凝土的抗压强度高的特点.为了研究改进后的叠合板正截面的力学性能,本文对其进行二阶段制造和二次受力试验研究,并对试验现象和结果进行了分析.研究表明：该板既具有自身的特点,又保留了普通叠合板的优良性能,这将为叠合结构在工程中的应用提供更广阔的前景.     

导电混凝土材料电阻系数的研究和分析

作者研究表明：导电混凝土电气加热蓄热冷却过程中温度（t）随时间（z）变化的客观规律可用广义吴震东方程精确描述和控制。在冬季，导电混凝土墙面、地面及水泥混凝土路面在通电加热或融雪化冰过程中的热工计算也可用广义吴震东方程精确地描述，但需要考虑0℃的冰吸热后转化为0℃的水所需的溶解热。基于这一原理建立了导电混凝土融雪化冰新的热力学微分方程及一整套精确的理论公式，其中，电功率（P）的计算与导电混凝土材料的电阻系数（ρ）密切相关，在上述的基础上对导电混凝土材料电阻系数ρ的主要影响因素，作了研究和分析。     

钢筋锈蚀对混凝土构件性能的影响

采用外加电流对混凝土中的钢筋进行快速锈蚀实验，通过控制时间和通电电流，得到不同锈蚀程度的构件，并研究锈蚀后钢筋屈服强以及钢筋与混凝土间黏结性能的变化规律．实验结果表明：随着钢筋锈蚀率的增大，钢筋的屈服强度不断减小，钢筋与混凝土间的黏结强度也不断减小，从而使得混凝土构件的性能退化．     

2519铝合金本构关系的人工神经网络模型

2519铝合金足一种新型的装甲材料，变形时，各热力学参数之间存在着非常复杂的非线性关系，采用Gleeble 1500热模拟机上圆柱体轴对称高温压缩试验数据建立了该合金本构关系神经网络模型，利用所建立的网络模型对其它一些热力学状态下材料的流变应力进行了预测，实验结果表明：在目标函数为0．2、隐层节点数为5、学习率为0．1时，预测数据与实验数据吻合良好，系统误差较小(拟合度为2．6％)，表明已形成了一个知识基的本构关系模型。     

拉压弹性模量不等材料杆的过屈曲分析

基于杆的过屈曲问题,考虑拉压弹性模量不等材料,建立位移形式的过屈曲控制方程.通过对压应力区和拉应力区的应力分析,推导内力和变形的物理关系,考虑非线性变形,研究拉压性能不同杆的过屈曲平衡路径.通过具体问题的数值结果,分析拉压弹性模量不等材料杆的过屈曲问题的力学特征.