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.     

非线性粘弹性本构理论中的弹性回复对应原理

首次提出了粘弹性本构理论中的弹性回复对应原理（或称为记忆消除对应原理）,该原理开辟了求解非线性（及线性）粘弹性问题的新途径．对于线性或非线性粘弹性材料在等幅循环应变或等幅循环应力作用下的具体计算实例表明：只要材料存在瞬时弹性,利用遗传性积分的逆式,永远可以消除记忆,把现时应力或现时应变回复到瞬时弹性应力或瞬时弹性应变,从而真正实现了非线性（或线性）粘弹性本构关系与非线性（或线性）弹性本构关系之间的对应．     

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。     

环境温度作用下沥青路面热粘弹性温度应力分析

针对沥青路面温度应力场问题,本文以环境温度作用下沥青路面体的力学响应为分析对象,在粘弹性理论基本假设前提下,利用了N个Maxwell构成的广义松弛模量来分析沥青混合料的热粘弹特性。结合具体实例分析,得出以下结论:沥青路面在日周期气温作用下,其表面处的温度应力最大值出现在5点左右,最小值出现在13点左右;在0~5点,温度应力呈上升趋势,在5~13点,温度应力呈下降趋势,在13~24点,温度应力又呈上升趋势;对于沥青路面,结构温度应力沿深度方向整体上呈逐渐减小的趋势;高温工况下,将沥青混合料看作粘弹性材料更为合适。     

TC25钛合金室温高周疲劳累积损伤与疲劳寿命分析

在恒定最大应力700 MPa条件下,对TC25钛合金进行不同应力比下的室温高周疲劳实验,测试TC25钛合金的高周疲劳寿命,考察疲劳寿命与应力比之间的关系.每间隔一定疲劳周次测试试样的电阻,采用电阻变化率表征疲劳损伤,并应用Chaboche损伤模型来推导疲劳损伤演化方程,结果显示理论计算结果与实验数据吻合,表明Chaboche损伤模型能够精确预测轴向循环加载条件下TC25钛合金的高周疲劳累积损伤,且在恒定最大应力条件下,TC25钛合金的疲劳寿命随应力比的增大而增大.测试应力比r为0.1时不同应变强化量下TC25钛合金的疲劳寿命,基于微观结构分析,考察应变强化对疲劳寿命的影响,结果表明增大应变强化量能有效提高疲劳寿命.     

线粘弹性体裂纹前缘的应力、位移场

采用前文建议的粘弹性对应性原理的方法,我们将Eftis等得到的线弹性裂纹体在双轴载荷作用下的裂纹前缘的应力、位移场的解推广到诸如Maxwell固体,标准线性固体和Burgers固体等这类线粘弹性裂纹体。得到如下一些重要结论: 1.在所考虑的情况下,当外加应力是常数时,线粘弹性裂纹体的应力强度因子与相应的线弹性裂纹体的应力强度因子相同。但是,若相应的线弹性裂纹体的应力强度因子表达式中包含弹性常数,那么线粘弹体的应力强度因子将变成时间相关的。2.对于线粘弹性裂纹体,当外应力是常数时,各位移分量均是时间相依的,且是材料流变常数的函数。对于Maxwell及Burgers固体,由于粘性流的存在,常载荷下位移分量均随时间而增长。对于标准线性固体,由于弹性滞后效应,虽然位移分量也随时间而增长,但它将趋于某一极限值。3.与线弹性裂体相反,对于线粘弹性裂纹体K-G关系再不是与时间无关的固定关系了。4.线粘弹性体情况下,K-判据不再与G-判据等价。由于K-判据不能反映这类固体的时间相依特征,对于粘弹性体G-判据是较为适合的。     

渐近均匀化方法在粘弹性复合材料的应用

主要研究了由线弹性加强体和线粘弹性基体组成的多层复合材料，在已有的线弹性多层材料的渐过均匀化方法的基础上，应用弹性—粘弹性对应原理，通过Burgers模型表示线粘弹性基体材料，反演得到了多层材料的有效松弛模量和有效泊松比在时间域中的表达式，并且与实验结果进行了比较。     

AZ31镁合金的高温热压缩流变应力行为的研究

在Gleehle-1500热模拟机上对AZ31镁合金在应变速率为0.005-5s^-1、变形温度为250-450℃条件下的流变应力行为进行了研究，结果表明：流变应力行为强烈地受到变形温度的影响，当变形温度低于300℃，流变应力呈现幂指数关系；当变形温度高于350℃时，流变应力呈现指数关系，在本实验条件下，AZ31镁合金热变形应力指数n为7，其热变形活能Q为112kJ/mol。     

一个考虑损伤的非线性粘弹性本构关系

在已有非线性粘弹性本构关系的基础上．运用连续介质损伤力学方法．得到了一个考虑损伤的非线性粘弹性本构关系．并通过对在不同应变率条件下的单轴拉伸实验的理论研究．验证了考虑损伤的非线性粘弹性本构关系更适合于对非线性粘弹性材料的力学行为进行描述的结论．     

论流变断裂学的理论基础Ⅱ——粘弹正交各向异性和裂纹尖端弹粘塑性衰坏区

在本文,假设材料对于因裂纹扩展而发生的应力和应变变化是线粘弹性的。应用Sobotka的二维流变模型,推导出由材料非匀质性引起的具有流变效应的非对称剪切形变本构方程。其次,建立了粘弹性裂纹体裂纹尖端衰坏区弹粘塑性边界值问题的解的变分法。衰坏区的粘塑特性取决于局部粘塑性势,此局部粘塑性势确立了广义塑性应变率与广义应力间的关系。提出了容许应力历史空间内广义应力场的几何结构。这种结构直接包含广义应力历史的极值原理。这里,用广义应力和应变历史列出了边界值问题的公式,并给出解的存在的充要条件。     

FRP加固钢筋混凝土柱经历模拟地震作用后的长期性能试验与分析

FRP加固钢筋混凝土柱在经历地震荷载作用后的残余性能,对于已建桥梁的加固具有重要意义,而这方面的研究基本上处于空白.此试验制作了8根大比例的钢筋混凝土桥柱模型,采用GFRP和CFRP两种材料对试验柱进行了加固,在轴压比为0.2的恒定轴压力下进行拟静力试验,外包FRP加固层的材料类型和水平延性率是试验的主要参数.5根试验柱在经历有限的地震作用后进行长期轴压试验.受损伤试验柱的长期荷载试验表明:FRP加固柱的徐变变形远小于对比柱的徐变变形;带损伤的加固柱在长期荷载作用下的变形发展与加固柱的损伤程度和FRP的弹性模量密切相关;变形量与损伤程度和加固材料的弹性模量有关,并与持荷大小有关.在试验条件下,带损伤的加固柱长期轴向变形呈稳定态势,并可以用修正现有混凝土徐变计算公式推算.     

简单露出型平板钢柱脚研究

采用考虑接触问题的有限元法对部分露出型刚接柱脚的整体变形进行分析.对比文献对柱脚转动刚度和变形研究的结果,引入了不同构造柱脚柱子轴力、弯矩均随加载过程变化的弹性约束力学模型.在柱脚连接设计中引进半刚性柱脚定义,对柱脚连接的分类、界定半刚性连接以及柱脚设计提出了相关建议.     

超塑性材料通过锥形模口的稳态拔丝和挤压工艺的流变力学研究(英文)

本文对圆柱体和宽条板分别通过锥形模口的稳态超塑性拔丝和挤压进行了流变力学分析。变形是粘性的,并在达到稳态以前经过应力的极大值。随十字头速度增大和温度降低,达到稳态需要的应变增大。应力-应变率关系对试件尺寸的相依性表明表面摩擦是重要的。和应变率一起的流变应力的相依性,能够造成均质物体超塑性加工期间的一些困难。在低应变率情况下,由于有效摩擦区仅占试件体积很小的一部分,并且慢速率下砧面与试件间存在着滑动,所以表观应力随试件径高比的增大是很小的。可是,随应变率的增大,较快的滑动导致较陡的倾斜面。在高应变率及因锥形模口具有锐角而横截面缩减大的情况下,可发生拉伸不稳定性。但是,在材料的进口截面上施以适当的推力,有助于避免这种不希望有的情况。     

大断面公路隧道扁平率及围岩状况受力分析

利用有限元软件MIDAS-GTS,建立地层结构模型,分析3种围岩、3种扁平率组合下的大断面扁平隧道受力情况,比较控制点的锚杆轴力、喷混轴力、喷混弯矩及衬砌的位移.研究表明:当三类围岩扁平率为0.588,四、五类围岩扁平率为0.625时,既能保证横断面受力最小,又能维持良好的稳定性,为最优断面.     

荷载引起的温度应变对火灾后钢筋混凝土轴压构件的影响

受约束的和自由的钢筋混凝土构件在经历升温和降温的变化后其构件的应变化是不同的，这种变化称为荷载引起的温度应变（LITS），在升温阶段LITS随温度升高而增大，而且应力强度比越高，LITS越大，在降温阶段，LITS却保持不变，因此，由于存在LITS，如果混凝土构件在较高的应力水平下遭受火灾，火灾后混凝土构件会开裂或爆裂，为了研究LITS对高温后混凝土构件的影响，研究了轴压柱升降温后的应变变化，并讨论了影响LITS和混凝土爆裂的原因，分析表明，LITS对混凝土构件高温后的爆裂影响很大。     

在制备热障涂层过程中系统内残余应力场预测

在热障涂层系统制备工艺冷却过程中，各层材料参数不匹配（如弹性模量、泊松比、热膨胀系数、热传导参数等）将导致其体内各层材料冷却速率不一样，同时在各层界面上热障涂层系统为了保持应变协凋和位移连续，最终在冷却后热障涂层系统各层内均存在热残余应力．通过建立相应的理沦模型得到了热障涂层系统各层热残余应力的解析解表达式．通过计算分析，得到了冷却方式和陶瓷喷涂厚度对各层残余应力的影响．最终希望得到一组最优化工艺参数来指导热障涂层制备工艺和生产．     

圆钢管混凝土柱在轴压下的局部屈曲

假设核心混凝土刚性很大,通过压杆和圆柱壳2种模型,假定了位移函数的三角函数形式,用能量法求解圆钢管混凝土柱在轴压下局部屈曲的临界载荷和临界应力,2种方法得到的计算结果相同.结果表明,核心混凝土的存在大大提高了钢管管壁抵抗局部屈曲的能力.