RPC应力-应变曲线系数与塑性损伤因子无量纲化计算模型研究

为了方便活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)等效矩形应力图系数与塑性损伤因子的计算与取值,对RPC应力-应变曲线系数与塑性损伤因子的计算模型进行了理论研究。通过对现有的计算方法进行无量纲化转化,推导了决定计算模型的四个原函数条件;对一个实际的应力-应变关系进行了计算,将得到的结果进行了分析;并对受弯矩形梁非极限状态下截面内力和力矩的推定计算进行了演示。针对应力-应变关系式含有非整次有理分式的情况提出了曲线拟合方法;研究了拟合次数、拟合区间和拟合函数类型对拟合精度与稳定性的影响。比较了4种典型的RPC本构模型在同种材料下的应力-应变曲线系数与损伤因子取值模型曲线,结果显示:拟合曲线得到的取值模型与其他原始曲线得到的取值模型在曲线上具有较高的相似度,证明了曲线拟合方法的准确可靠性;最后给出了一种RPC受压应力-应变曲线系数与塑性损伤因子无量纲化取值模型。

再生微粉活性粉末混凝土单轴受压应力-应变曲线研究

为了进一步了解再生微粉活性粉末混凝土(RPC)的受压性能,通过试验分析并结合有限元模拟,研究了不同配比再生微粉RPC的单轴受压应力-应变曲线。利用有限元软件Ansys在细观层次上建立了随机分布钢纤维模型,建立的随机钢纤维模型能较好地反映实际情况。进而采用数值模拟的方法分析了钢纤维体积掺量对RPC受压应力-应变曲线的影响。研究结果表明,随着再生微粉对水泥替代率的增加,峰值应力减小,峰值应变和弹性模量略有降低但变化不显著。钢纤维的加入提高了再生微粉RPC的峰值应力、峰值应变和弹性模量,且随着钢纤维掺量增加,峰值应力增长,弹性模量有一定增长,峰值应变变化不明显。

基于广义波阻抗理论的SHPB试验中弹性压缩阶段试件应力-应变曲线的应力波效应及其影响机理

定量研究分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)试验中弹性压缩阶段试件中的应力波效应是解耦准确材料弹性曲线的基础。在满足平面波假设的基础上,基于广义波阻抗理论,对杆与试件面积不匹配时试件弹性压缩阶段应力波演化造成的结构效应开展了定量理论研究,分析了不同情况下弹性阶段内试件唯象工程及实际材料应力-应变曲线的偏差特征与主要因素,并揭示了影响这种偏差的影响规律及其机理。研究表明:对于线性入射加载波,当无量纲时间为0.5的倍数时,即使其他参数改变,试件唯象与材料实际的应力-应变曲线仍对应相等;试件两端的应力差较大时,若应力差的变化趋于稳定,则试件唯象与材料实际的应力-应变曲线差异较小。计算了不同波动区间内试件的最大应力偏离值及其变化趋势和对应的无量纲时间,研究了入射波是双线性组合波时试件的应力-应变曲线。研究表明:双线性波入射时,2个线性区间可以独立分析,无论如何组合线性区间或应力差如何变化,只要试件两端应力差为近似恒定曲线,对应的试件唯象工程应力-应变曲线都是相对准确的。

仿木材料抗拉强度与应力-应变曲线试验研究

仿木材料是以氯氧镁水泥为基体,植物纤维为增强体,并添加柠檬酸、酒石酸、六偏磷酸钠搅拌均匀后经高压静置固化成型的无机胶凝材料,为研究其抗拉强度和抗拉本构关系,制作了30个试件进行轴心受拉试验,共采集到22个试件的有效数据。结果表明:仿木材料的轴心抗拉强度为7.98 MPa,变异系数为0.121,抗拉弹性模量为3600 MPa,变异系数为0.089,轴心拉力作用下,材料达到峰值应力后应力迅速下降,试件脆性破坏;根据应力、应变测试结果,拟合得到了材料的轴心抗拉本构关系,可供材料非弹性应用时参考。

EPS轻质混凝土的应力-应变曲线试验研究

EPS(聚苯颗粒)混凝土是一种轻质、保温的新型墙体材料,通过对3组不同密度等级的EPS混凝土试样进行轴心受压试验,分析了其破坏形态、力学性能及应力-应变曲线。结果表明:EPS混凝土的破坏过程具有一定的韧性,随着密度等级的增加,混凝土刚度上升,抵抗弹性变形能力增加、脆性增强、破坏更加迅速。EPS混凝土的轴心受压应力-应变曲线分为上升段、下降段和斜直线段,在试验研究与理论分析的基础上,通过拟合相关系数,提出了应力-应变曲线函数表达式,拟合结果与试验曲线较吻合,为EPS混凝土后续相关研究提供了参考,具有重要意义。

金属热变形应力-应变曲线数学模型的研究与应用

该文较全面地分析了国内外关于金属热变形应力-应变曲线的各种数学模型，对两种类型的热变形应力-应变曲线，即动态回复型和动态再结晶型曲线进行了讨论．通过对35CrNi3MoVA钢的热变形过程的详细研究，首次提出了一种新的适合于工程应用的真实应力-应变曲线的数学模型：σ=Aεaεbexp［-（cT＋dε）］，该模型为计算变形力和进一步实现控制锻造提供了很有价值的参考依据．

聚丙烯腈纤维在水浴牵伸过程中应力-应变曲线的研究

主要考察了聚丙烯腈纤维在水浴牵伸过程中的应力-应变曲线,以及温度、牵伸速率、水分对应力-应变曲线的影响。结果表明:聚丙烯腈纤维在水温为室温(26℃)、30℃～70℃时属于细颈牵伸,在80℃、90℃时是类橡胶牵伸,当水温低于60℃和牵伸速率太快时纤维易产生毛丝。所以在牵伸过程中,水温不能低于60℃,牵伸速率要适中,在本实验条件下,200mm/min、500mm/min比较合适,而且在水中牵伸比在空气中牵伸效果好,可获得较大的牵伸率。

岩石全应力-应变曲线及其与岩爆关系

提出了岩石典型全应力－应变关系曲线的数学描述，推导了岩爆发生的能量条件，并论述了不同力学系统中岩爆发生时释放能量与系统势能的关系．

Q235钢真实应力-应变曲线研究

通常所说的应力-应变曲线为名义应力-应变曲线,它只是一种近似曲线,对实际工程问题起到一个参考作用。对工程中常用的Q235金属材料,通过单轴压缩实验并结合A/H外推法获得其真实应力-应变曲线。通过此方法可以有效的消除试件端面与压力机滑块和工作台之间的摩擦力对实验结果的影响,使之成为理想的单轴压缩状态。该方法不但简单易行,普适性强,而且具有重要的理论意义和工程应用价值。

岩土材料峰值后区强度参数演化与应力-应变曲线关系研究

首先介绍一种模拟岩土介质应变软化行为的方法,然后针对Mohr-Coulomb准则,采用数值实验,对不同强度参数演化过程对应的岩土介质的应力-应变曲线进行分析。数值结果表明,不同强度参数演化过程得到不同的峰值后区应力-应变曲线,围压对峰后曲线形态有很大的影响。由此说明室内外实验得到的应力-应变全过程曲线峰值后区段包含了强度参数演化的信息。研究工作可为峰值后区强度参数演化规律的确定提供一些启示。

Q235碳素钢应变诱导相变中的应力-应变曲线分析

分析了单向压缩热模拟条件下碳素钢应变诱导铁素体相变过程中的σ－ε曲线特征结果表明，应变诱导相变过程有自己特定的σ－ε曲线，与典型的奥氏体动态再结晶σ－ε曲线有明显差异．随形变温度的降低σ－ε曲线由典型的奥氏体动态再结晶型过渡到铁素体应变诱导相变型在９００℃奥氏体稳定状态应变时，随应变速率的提高，奥氏体动态再结晶被推迟，铁素体应变诱导相交提前奥氏体的动态再结晶并不能完全抑止铁素体的诱导相变．在７７０℃奥氏体亚稳态应变时，奥氏体不能动态再结晶．应变速率的变化主要与铁素体析出速率相关．这时表现为过冷与应变对转变的相对贡献上．粗晶奥氏体的σ－ε曲线与细晶不同，两者的差异主要表现在铁素体转变的后期应变诱导相变过程中，铁素体析出的临界应变量σ－ε与应变峰值εｐ的关系受应变温度和应变速率的影响．在奥氏体不能动态再结晶的条件下，εｃ＜０．３εｐ．降温单道次形变过程中，Ｑ２３５碳素钢中会相继发生奥氏体的动态再结晶，铁素体应变诱导相变及铁素体的动态再结晶并反映在σ－ε曲线上．

混凝土单轴受压应力-应变曲线比较

针对目前常采用的混凝土单轴受压应力-应变曲线不能完全符合典型曲线几何特征这一问题,通过理论推导和详细地比较,给出了在单轴受压混凝土应力-应变曲线上升段Hognestad公式、Saenz公式和CEB/FIP公式的适用范围,提出了合理的混凝土单轴受压应力-应变曲线。用大型通用软件ANSYS分析两根试验梁,分析结果与实测结果相当吻合,表明本文提出的应力-应变曲线是准确、可靠的。

基于裂隙岩样的多组贯穿裂隙岩体峰后应力-应变曲线研究

在岩土工程中,裂隙岩体经常处于峰后变形状态,研究裂隙岩体的峰后应力-应变关系对预测结构的稳定性有重要意义。基于峰后软化阶段强度参数的逐渐演化行为,首先提出一个求岩石峰后应力-应变关系和裂隙峰后应力-切向位移关系的一般方法。然后采用摩尔-库仑强度准则,以岩石的最大主应变和裂隙的切向位移作为软化参数,假设强度参数为软化参数的分段线性函数,分岩体沿裂隙滑移破坏和沿岩石剪切破坏两种情况,提出多组贯穿裂隙岩体峰后应力-应变关系式的求法。最后,在算例中,分岩体沿裂隙滑移破坏和沿岩石剪切破坏两种情况给出了裂隙岩体的峰后应力-应变曲线,讨论了裂隙的平均间距、法向刚度和剪切刚度对峰后应变的影响。结果表明,裂隙的平均间距、法向刚度和剪切刚度越小,裂隙岩体的轴向应变越大。

C30再生混凝土变形性能及应力-应变曲线试验研究

基于JGJ55—2000《普通混凝土配合比设计规程》下C30强度混凝土的配合比设计方法,以3个水灰比和5个取代率为变化参数,测试了C30再生混凝土立方体抗压强度、棱柱体轴心抗压强度和弹性模量等力学指标,并回归得出力学指标之间的换算关系;分析了棱柱体受压试件的应力-应变曲线和应力比-泊松比曲线的变化规律;最后给出适用于C30再生混凝土的应力-应变曲线上升段的回归公式。

砂岩全应力-应变曲线二分段特征的Lyapunov定性分析

提出砂岩全应力-应变曲线的二分法原则,应用混沌动力学Lyapunov评价准则定性研究得到了曲线新的分段特征:试验曲线的所有峰前段均处于混沌状态,证明岩石节理裂隙这一复杂系统的非线性状态演化是客观存在、线性是近似的;节理裂隙系统有85%演化到峰后段时呈有序定常态,表明节理裂隙贯通后的岩石已呈现宏观破坏,线性特征明显;围压作用将延长节理裂隙的贯通过程,使之在峰后呈抵抗性破坏特征;峰后应变长度占总应变长度的2/3及以上时,该阶段节理裂隙系统的状态将主导其演化全过程的状态特征。

钢纤维混凝土轴压应力-应变曲线试验研究

作为钢纤维混凝土配合比直接设计方法的研究工作的重要内容,采用4个平行于棱柱体试件对称放置的弹簧作为刚性辅助架,在普通压力试验机上成功地测得了纤维体积率0~2.0%、裹浆厚度0.8~1.2 mm、强度等级为CF40的钢纤维混凝土轴压应力-应变全曲线。根据试验结果,分析了纤维体积率和纤维裹浆厚度对钢纤维混凝土轴压强度、应力-应变曲线以及轴压韧性比的影响。表明钢纤维混凝土的轴压强度和韧性比随着纤维体积率的增加而提高,存在合理的纤维裹浆厚度使得钢纤维混凝土获得优良的轴压韧性。提出了与试验结果符合良好的钢纤维混凝土轴压应力-应变曲线计算理论模型。

基于应力-应变曲线的礁灰岩脆性特征评价

脆性是岩石类材料的重要性质。针对南海某岛礁在某深度范围内的珊瑚格架灰岩、砾块灰岩、砾屑灰岩及砂屑灰岩的钻孔芯样,开展室内物理性质测试及压缩试验。研究表明,礁灰岩的物理力学性质与其沉积组构和成岩作用密切相关;基于峰后应力降的相对大小和绝对速率的脆性指标计算方法能够反映礁灰岩的破坏特征;围压对礁灰岩的脆性指标影响显著,随着围压的增大,试样的脆性指标呈现趋势性降低;单轴压缩条件下,低孔隙率的砂屑灰岩脆性指标与水泥砂浆类似,同时高于格架灰岩及砾块灰岩;随着孔隙率的增大,砂屑灰岩和砾屑灰岩的脆性指标减小,饱和单轴抗压强度也与孔隙率呈负相关关系。

基于Chaboche模型的金属材料稳态循环应力-应变曲线的本构建模方法

提出了一种以Ramberg-Osgood模型计算曲线作为试验曲线来建立描述金属材料稳态循环应力-应变曲线的Chaboche本构模型的方法,并采用TC11钛合金疲劳试验数据加以验证。结果表明:提出的建立金属材料稳态循环塑性本构模型的方法是可行的,采用建立的Chaboche模型可以较准确地描述金属材料的稳态循环应力、应变响应,与工程中常用的Ramberg-Osgood模型具有基本相同的描述效果;可方便将该模型应用于疲劳寿命预测时金属材料结构的有限元应力、应变分析。

变形速率对细晶高强IF钢应力-应变曲线及显微组织的影响

以细晶高强IF钢汽车板为研究对象,在MMS-300热力模拟实验机上,测定了在变形温度为950、900℃时,变形速率分别为0.1、0.5、1、5和10 s-1的应力应变曲线。结果表明,IF钢在950及900℃变形时,应力应变曲线为动态回复型,流变应力随着变形速率的增加而增加;在两种变形温度下,变形速率为0.1、0.5 s-1时对流变应力的影响差异较大。同时通过显微组织观察可发现,随变形速率的提高晶粒变细。

基于应力-应变曲线形态的致密气储层脆性研究

岩石的脆性研究对致密气的勘探开发具有重要意义。储层岩石脆性越高,压裂后裂缝越发育,产能越高。以鄂尔多斯盆地东北部二叠系致密气储层为研究对象,通过研究脆性岩石的单轴压裂起裂机制,以单轴压裂曲线的起裂点和峰值点的应力与应变为基础,结合多种脆性计算公式,建立了新的脆性指数计算模型。研究表明:利用新模型计算的脆性指数与基于静态岩石力学参数计算的脆性指数具有很明显的函数关系,可以有效表征研究区岩石的脆性;基于单轴抗压实验的压裂效果,利用新建立的脆性指数和初裂点指数可以有效地建立储层的压裂效果划分标准。该研究成果丰富了储层脆性计算的方法,建立了新的脆性评价标准。