基于非关联流动法则的滑移线场及上限法研究

当前岩土材料的滑移线场理论及上限法中都广泛采用经典塑性理论中的关联流动法则,由此得出应力特征线与速度滑移线一致的结论。而试验得知,岩土材料并不服从关联流动法则,因而应力特征线与速度滑移线不可能重合。文章分析了基于关联流动法则的滑移线场及上限法中存在的问题,根据广义塑性理论推导了基于非关联流动法则的滑移线场及上限法,消除了现行滑移线场理论及上限法理论中的种种矛盾。     

轴对称复合挤压变形力的上限分析

本文对轴对称杯—杆形零件进行了复合挤压的实验研究,根据其变形规律及金属流动特点,提出了金属流动模型,并用上限基元圆环技术进行分析,导出了计算复合挤压变形力的理论公式,实验证明该理论计算结果与实验测定值能很好地符合,故本文所提出的上限计算模型比较符合实际变形情况。     

一种上限公式的推导及最佳上限解的研究

推出了一种能方便地用于计算多种属塑性平面变形问题的上限公式，并利用Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子法证明了获得最佳上限解的分块模式为滑移线场。     

求解軸对称流动問題的上限法

一前言滑移线法是求解平面变形(或称平面流动)问题的一个重要方法,对于轴对称流动问题是不适用的。但从几何变形的角度,可将轴对称流动看做是两次平面变形的结果。这样,根据能量不变的原理可以认为轴对称流动的变形应力(出、入口断面上的平均轴向法应力)是相当的平面流动的二倍。     

一种上限公式的推导及最佳上限解的研究

推出了一种能方便地用于计算多种属塑性平面变形问题的上限公式，并利用Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子法证明了获得最佳上限解的分块模式为滑移线场．     

开式挤压成形工艺中的临界参数

采用平面塑性有的滑移线理论和上限理论对开式挤压成形工艺中的临界最小和临床最大有率进行了分析计算，给出了挤压模角与临界最小和临界最大变形率的对应关系；根据压杆稳定性理论，给出了挤压坯料的最大长度计算方法，为制订开压成形工艺参数提供了依据。     

横向挤压过程的模拟分析

本文对等径T形件的横向挤压过程进行了实验研究,验证了等径T形件横向挤压时的金属流动过程属于平面变形问题的假设,并分别运用滑移线法和刚塑性有限元法对该过程进行了理论分析和模拟计算,计算结果与实验研究一致.     

非轴对称零件复合挤压变形规律的研究

本文对带爪盘形类非轴对称零件(如摩托车齿轮、拖拉机转向齿轮等)的复合挤压变形规律进行了实验和理论研究。用弹塑性有限元法开发了三维弹塑性有限元程序,并利用该程序对非轴对称零件的复合挤压变形进行了数值计算分析。用有限元法所得的理论计算值与实验研究结果吻合。     

轴对称塑性变形问题的广义滑移线方程推导

提出了广义滑移线的概念，推导出轴对称塑性变形问题的广义滑移线方程发展了工程塑性力学的解题方法：求解了初始高径比Ｈｏ／Ｄｏ＝２．３３的圆柱体试件在普通平板间镦粗３０％时的应力场，计算结果得到物理模拟实验的证实，与理论模型相吻合。     

平面应变条件下复合挤压的极限载荷

本文是解决在平面应变条件下的复合挤压问题[注1]。材料是假定理想刚塑性的,挤压的工作条件则假定容器的器壁是光滑的无摩擦的,我们对上下孔的收缩率R[注2]均为2/3的情况进行了分析计算,也可应用于上下孔收缩率相同的其它情况。在计算下限时利用了应力不连续线(参看[1]P.177)。我们找到了许多静力容许状态,并利用了普拉格应力平面上的几何关系推导出了计算公式。计算上限时则利用了速度不连续线(参看[1]P.180)。方法简便,所取得上下限比较接近。     

简化某些滑移线场参量积分的数学方法

本文利用Hencky第一定理与积分中值定理分别提出两种简化某些滑移线场参变量积分的方法,并以平面变形正向挤压问题为算例给出具体简化运算步骤。     

轴对称与平面应变状态镦粗与模锻变形力间的关系

塑性成形问题的诸解法中，除平面应变的滑移线解外，轴对称问题尚无精确解，给寻求两种状态变形力之间的关系造成困难。本文对镦粗及模锻在两种状态下的解析解公式做了大量理论分析和试验验证，优选出两种工艺在两种状态下对应的最佳公式；然后采用公式比较法，找出两种状态变形力的比值关系。该比值关系是：镦粗为０．７￣０．８７，模锻为０．７￣０．８。     

滑移线矩阵算子法分析高速钢径向热精锻变形过程

通过建立径向热精锻变形过程的滑移线场模式,对几何场和速度场建立矩阵算子方程,并将滑移线法与上限原理结合起来,用Powell优化方法,得出塑变区中心扇形角θ、φ,锤头单位压力p,速度间断值ρ_1、ρ_2与变形参数h/a的关系。 对高速钢径向热精锻提出了“锻透率”概念及其在工艺制定中的应用。探讨了工件心部产生内裂的原因及防止措施。     

基于耗散能法对层状土坡稳定性的分析

根据极限平衡法理论和土质边坡滑体耗散能的特点,对均质和层状土质边坡进行了稳定性分析.通过对滑移线坐标曲线积分公式的转化和推导,建立了以摩阻力耗散能量表示的改进极限平衡法求解安全系数的数学方程,在此基础上再微分求解安全系数的极值,得出边坡潜在滑移线的微分方程式.结合平面应变边坡算例分析,并利用VC++高级语言编制简易的安全系数和滑移线方程的求解程序WJED,分别对均质和层状土质边坡稳定性进行计算分析,得出结论:耗散能法得到的潜在滑移线解析式均满足指数方程;Bishop法得到的潜在滑移线解析式均满足圆方程.耗散能法所得滑移线位置,为边坡加固的合理范围提供参考依据,并完善了极限平衡法求解边坡稳定性的补充.     

钢芯铝绞线同层线股间接触有限元分析

钢芯铝绞线在放线过程中,铝股与钢芯共同承担张力作用.由于导线的结构特性,不同层的股线所受的挤压分力与轴向分力是不同的.张紧的钢芯铝绞线在工作环境中产生的振动将使线股之间产生微小滑移或滑移的趋势,而引起线股的摩擦磨损.导线同层股线间接触区域的接触应力状况将对导线的磨损状态产生影响.本文通过对型号为LGJ-150/25(GB1179-83)的钢芯铝绞线同层股线间接触问题进行有限元分析得出:在接触中心,接触应力大,主要产生粘着磨损和塑性变形;在接触边缘区域,接触应力较小,滑移量大,主要产生滑动磨损.     

实心轴开式冷挤压中挤压力的计算

在管材挤压过程中,挤压力对工件成形起到了十分关键的作用,本文采用上限法进行分析计算,得到了轴类零件单位挤压力的计算公式,此公式具有一定的工程实用性,为挤压模具的设计及挤压工艺的制定提供了理论依据。     

滑移线场理论在正交切削过程中的研究现状

切削是包含弹性变形、塑性变形、断裂、剪切、冲击和热场等诸多力学现象的复杂过程,滑移线场理论是分析正交切削过程的有效力学工具.截至目前,国内外学者利用滑移线场理论已建立了许多中低速条件下的经典正交切削滑移线场模型,为优化切削工艺参数和指导切削过程提供了理论支撑;但是随着高速切削和微细切削的发展,目前的模型无法完全解释切削过程的诸多物理现象.文中回顾70多年来的正交切削滑移线场模型,分析比较了各模型的前提条件和所侧重解决的问题,总结了目前各类模型的特点及不足之处,对滑移线场模型(包括均匀滑移线场、非均匀滑移线场、自由接触滑移线场、受限接触滑移线场、切屑与工件过渡区滑移线线场、刀具钝圆滑移线场、刃口磨损(负倒棱)滑移线场等)进行了总结,并讨论了正交切削滑移线场模型未来的发展方向,为建立高速切削和微细切削条件下的正交切削滑移线场模型奠定基础.     

超塑性压缩变形的理论计算及比较

本文论述了超塑性压缩变形的粘塑性有限元计算方法,对硬铝压缩变形进行模拟计算,得到变形过程中的速度分布、应变率分布,应变分布、应力分布等一系列变形流动信息; 与计算圆柱体超塑性压缩流动应力的上限法、滑移线法和变分法进行比较.计算表明,有限元法和变分法的结果比较接近实验数据.     

金属压力加工问题的流函数速度模式上限解

采用流函数法构造了塑性变形金属流动的完备速度模式，对Ｍｉｓｅｓ材料平面变形和轴对称变形问题，提出并推证了运动可能速度场应满足的力学边界条件一“边界切应力”约束方程。将求解与运动可能速度相对应的应力场归结为确定一点静水压力的问题，实现了由上限法确定问题的完全解。应用这一理论对锥模拔管问题进行了计算分析。     

基于滑移线场理论的边坡稳定性有限元分析

依据统一强度理论和潜在滑移线理论,引入统一材料参数定义,建立适合数值计算的全区域滑移线场方程,根据有限元计算得到的应力场,在弹性区域和塑性区域,分别数值模拟滑移线场,由滑移线场追踪临界滑动面,计算安全系数,解决边坡稳定性分析问题.结果表明,该方法是有效的,可在此基础上分析不同的屈服准则下安全系数和临界滑动面位置的差别.