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Damage characteristics and new constitutive model of sandstone under wet–dry cycles 被引量:4
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作者 HUANG Zhen ZHANG Wei +2 位作者 ZHANG Hai ZHANG Jia-bing HU Zhao-jian 《Journal of Mountain Science》 SCIE CSCD 2022年第7期2111-2125,共15页
The mechanical properties of rock deteriorate under repeated wet-dry(WD)cycles,causing the deformation and failure of the rock mass.A reasonable damage constitutive model can truly reflect the whole process of rock de... The mechanical properties of rock deteriorate under repeated wet-dry(WD)cycles,causing the deformation and failure of the rock mass.A reasonable damage constitutive model can truly reflect the whole process of rock deformation and failure.Therefore,it is of great significance to study the damage characteristics and constitutive behaviour of rock subjected to numerous WD cycles.First,sandstone from Tingliang tunnel was sampled for the WD cycle experiment,and uniaxial and triaxial tests were carried out on the rock samples after various numbers of WD cycles to analyze their macroscale damage characteristics.Then,the damage mechanisms of the rock samples under the action of WD cycling were identified by X-ray diffraction(XRD)and scanning electron microscopy(SEM).Finally,based on the test data,the WD cycle-induced damage variable,Weibull distribution function,damage threshold,Drucker-Prager(D-P)yield criterion and residual strength correction coefficient were introduced,a wet-dry loading(WDL)constitutive damage model that considers the cracking stress of rock masses was established,and the expressions of the corresponding parameters were given.The results show that an increasing number of WD cycles induces considerable variations in the macroscopic physical and mechanical parameters(such as the rock sample mass,saturated water content,longitudinal-wave velocity,compressive strength and elastic modulus),and the rate of change presents two stages,the inflection point of their rate of change is the 15th WD cycle.Microscopically,the rock sample structure changes from intact and dense to fragmented and unconsolidated;additionally,the surface roughness increases,and the mineral composition changes.The established constitutive damage model exhibited good agreement with the experimental data;thus,this model can reflect the deformation and failure of rocks under WDL conditions,and the physical meaning of each parameter is clear. 展开更多
关键词 Wet-dry cycle SANDSTONE Rock damage constitutive model
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Creep characteristics and constitutive model for frozen mixed soils 被引量:2
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作者 SONG Bing-tang LIU En-long +2 位作者 SHI Zhao-yun WANG Pan YU Qi-hao 《Journal of Mountain Science》 SCIE CSCD 2021年第7期1966-1976,共11页
The uniform settle caused by the permafrost creep is still the primary problem of engineering construction in cold region.To investigate the creep characteristics of frozen soils mixed with silty clay and coarse-grain... The uniform settle caused by the permafrost creep is still the primary problem of engineering construction in cold region.To investigate the creep characteristics of frozen soils mixed with silty clay and coarse-grained sand,several triaxial creep tests of frozen mixed soils under different conditions(temperature,confining pressure,coarse-grained particle content) were performed,and the effects of the temperature,confining pressure and coarse particle content on the creep characteristics of frozen mixed soils were also analyzed.The results of the experiments indicated that when the confining pressure was low,the specimen exhibited an attenuation creep under a low-stress level(0.4-0.7) and a non-attenuation creep under a high-stress level(0.7-0.9).In contrast,when the confining pressure was high,the specimen had both initial and stable creep stages,but no the accelerated creep stage.The higher the content of coarse grains,the shorter the stable creep stage,and the easier to enter the accelerated creep stage for the specimen.Further,the long-term strength of frozen soils decreased with an increase in the content of coarse grains.Finally,a newly improved Nishihara model was proposed to consider both the hardening effect and damage effect by introducing both the hardening and damage variables,which can model the entire creep process of frozen soils modeled relatively easily.It was found that with the increasing content of coarse particle,both the strengthening and damaged effects in the creep process are reduced。 展开更多
关键词 Frozen mixed soil CREEP Hardening and damage constitutive model
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Application of TCM constitution in lifetime health maintenance 被引量:5
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作者 Qi Wang Minghua Bai +5 位作者 Yin Yang Xue Liang Pengcheng Sun Junwen Han Taiping Fan Chunsu Yuan 《Journal of Traditional Chinese Medical Sciences》 2018年第1期6-15,共10页
Healthy full life cycle has become an important national strategy,which indicates that attention needs to be given to human health throughout the life course.The full life cycle includes the whole process of conceptio... Healthy full life cycle has become an important national strategy,which indicates that attention needs to be given to human health throughout the life course.The full life cycle includes the whole process of conception and birth,development,growth,aging,and death,which has been recorded in Yellow Emperor's Canon of Medicine.From the perspective of traditional Chinese medicine (TCM) constitution theory,the TCM constitution focuses on the life process in a continuous evolution based on individual development at different phases or stages from infancy to senility.The development of TCM constitution is beneficial in accumulating the theoretical and practical experience for promoting the application of TCM constitution health service into the full life cycle,and providing theory,technique and method for TCM health service in the full life cycle,as well.Through this review,we've found that TCM constitution has being widely used for clinical practice,but still needs further improvement. 展开更多
关键词 Full LIFE cycle TCM constitution HEALTH service
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Parameter fitting of constitutive model and FEM analysis of solder joint thermal cycle reliability for lead-free solder Sn-3.5Ag 被引量:1
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作者 周萍 胡炳亭 +1 位作者 周孑民 杨莺 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2009年第3期339-343,共5页
The experimental tests of tensile for lead-flee solder Sn-3.5Ag were performed for the general work temperatures range from 11 to 90 ℃ and strain rate range from 5 × 10^-5 to 2 × 10^-2s^-1, and its stress--... The experimental tests of tensile for lead-flee solder Sn-3.5Ag were performed for the general work temperatures range from 11 to 90 ℃ and strain rate range from 5 × 10^-5 to 2 × 10^-2s^-1, and its stress--strain curves were compared to those of solder Sn-37Pb. The parameters in Anand model for solder Sn-3.5Ag were fitted based on experimental data and nonlinear fitting method, and its validity was checked by means of experimental data. Furthermore, the Anand model was used in the FEM analysis to evaluate solder joint thermal cycle reliability. The results show that solder Sn-3.5Ag has a better creep resistance than solder Sn-37Pb. The maximum stress is located at the upper right comer of the outmost solder joint from the symmetric center, and thermal fatigue life is predicted to be 3.796 × 10^4 cycles under the calculated conditions. 展开更多
关键词 lead free solder Sn-3.5Ag alloy Sn-37Pb alloy constitutive model TENSILE FEM analysis thermal cycle reliability
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An elasto-plastic constitutive model incorporating strain softening and dilatancy for interface thin-layer element and its verification 被引量:1
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作者 彭凯 朱俊高 +2 位作者 冯树荣 王荣 刘汉龙 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第7期1988-1998,共11页
The mechanical behaviors of the interface between coarse-grained soil and concrete were investigated by simple shear tests under condition of mixed soil slurry (bentonite mixed with cement grout).For comparison,the in... The mechanical behaviors of the interface between coarse-grained soil and concrete were investigated by simple shear tests under condition of mixed soil slurry (bentonite mixed with cement grout).For comparison,the interfaces both without slurry and with bentonite slurry were analyzed.The experimental results show that different slurries exert much influence on the strength and deformation of soil/structure interface.Under mixed soil slurry,strain softening and shear dilatation are observed,while shear dilatation appears under the small normal stress of the interface without slurry,and shear contraction is significant under the condition of the bentonite slurry.The thickness of the interface was determined by analyzing the disturbed height of the sample with both simple shear test and particle flow code (PFC).An elasto-plastic constitutive model incorporating strain softening and dilatancy for thin layer element of interface was formulated in the framework of generalized potential theory.The relation curves of shear stress and shear strain,as well as the relation curves of normal strain and shear strain,were fitted by a piecewise function composed by hyperbolic functions and resembling normal functions.The entire model parameters can be identified by tests.The new model is verified by comparing the measured data of indoor cut-off wall model tests with the predictions from finite element method (FEM).The FEM results indicate that the stress of wall calculated by using Goodman element is too large,and the maximum deviation between the test data and prediction is about 45%.While the prediction from the proposed model is close to the measured data,and the error is generally less than 10%. 展开更多
关键词 simple shear test mixed soil slurry DILATANCY particle flow code generalized potential theory constitutive model FEM
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A NEW CYCLIC J-INTEGRAL FOR LOW-CYCLE FATIGUE CRACK GROWTH
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作者 胡宏玖 郭兴明 +2 位作者 李培宁 谢禹钧 李洁 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2006年第2期149-160,共12页
The constitutive equation under the low-cycle fatigue (LCF) was discussed, and a two-dimensional (2-D) model for simulating fatigue crack extension was put forward in order to propose a new cyclic J-integral. The ... The constitutive equation under the low-cycle fatigue (LCF) was discussed, and a two-dimensional (2-D) model for simulating fatigue crack extension was put forward in order to propose a new cyclic J-integral. The definition, primary characteristics, physical interpretations and numerical evaluation of the new parameter were investigated in detail. Moreover, the new cyclic J-integral for LCF behaviors was validated by the compact tension (CT) specimens. Results show that the calculated values of the new parameter can correlate well with LCF crack growth rate, during constant-amplitude loading. In addition, the phenomenon of fatigue retardation was explained through the viewpoint of energy based on the concept of the new parameter. 展开更多
关键词 cyclic J-integral low-cycle fatigue constitutive equation numerical evaluation fatigue retardation
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冻融灰岩能量演化规律及分段损伤模型
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作者 张俊 刘先峰 +2 位作者 王通 侯召旭 胡金山 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第29期12658-12666,共9页
为探究冻融作用对灰岩物理力学特性的影响,对冻融循环0、20、40、60、80次的巴宿灰岩开展单轴压缩试验,分析了冻融劣化效应对岩石宏观物理力学参数及破坏模式的影响,探究了冻融损伤试样在单轴压缩条件下能量演化规律;其次,考虑冻融与荷... 为探究冻融作用对灰岩物理力学特性的影响,对冻融循环0、20、40、60、80次的巴宿灰岩开展单轴压缩试验,分析了冻融劣化效应对岩石宏观物理力学参数及破坏模式的影响,探究了冻融损伤试样在单轴压缩条件下能量演化规律;其次,考虑冻融与荷载的耦合作用,基于广义Lemaitre应变等价性假设,基于Weibull分布函数理论建立冻融灰岩分段损伤本构模型。研究结果表明:灰岩的质量、弹性模量及抗压强度均随冻融次数的增加而降低,其破坏模式从单一张拉破坏向拉剪组合破坏转变,冻融循环60次和80次的破坏试样表现出明显的鼓胀效应,说明冻融作用使得灰岩出现延性破坏;在单轴压缩条件下,理论模型曲线与试验数据曲线在峰前段基本吻合,非压密段参数m是岩石塑性的重要指标,非压密段参数m从39.8降到了4.32,降低了89.15%,该模型揭示了灰岩由脆性向延性的转变。研究成果为季节性冻融岩土工程相关问题提供理论支撑。 展开更多
关键词 冻融循环 灰岩 能量演化 损伤本构模型 延性
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海水干湿循环作用下UHTCC动态压缩性能试验研究
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作者 李庆华 陈奕琨 +2 位作者 何晓宇 姚福成 徐世烺 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期807-815,共9页
为研究应变率和海水干湿循环周期对超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)动态压缩性能的影响,采用直径75 mm的分离式霍普金森压杆系统对0~120 d海水干湿循环作用后的UHTCC试件开展动态压缩试验.通过改进ZWT非线性黏弹性本构模型,提出了一种考... 为研究应变率和海水干湿循环周期对超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)动态压缩性能的影响,采用直径75 mm的分离式霍普金森压杆系统对0~120 d海水干湿循环作用后的UHTCC试件开展动态压缩试验.通过改进ZWT非线性黏弹性本构模型,提出了一种考虑海水干湿循环作用的UHTCC试件的动态本构模型.结果表明,UHTCC试件的动态抗压强度增强因子随着干湿循环周期的增加逐渐减小.在同一冲击气压下,随着干湿循环周期的增加,UHTCC试件的峰值应力和耗能先增大后减小,并分别在60和90 d时达到峰值.在相同干湿循环周期下,UHTCC试件的峰值应力、动态抗压强度增强因子和耗能均随应变率的增大而增大,表现出明显的应变率效应.改进的动态本构模型能够较好地描述海水干湿循环作用下UHTCC试件的动态压缩应力-应变关系. 展开更多
关键词 超高韧性水泥基复合材料 海水干湿循环 动态压缩力学性能 本构模型
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干湿-冻融循环下黄土力学特性及损伤机制研究
9
作者 郅彬 王尚杰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1092-1102,共11页
为深入研究干湿-冻融循环对原状黄土力学特性的影响及细观损伤演化规律,通过不同次数干湿-冻融循环条件下的固结排水三轴剪切试验(consolidation drainage triaxial sheartest,CD)和核磁共振试验,从宏-细观角度分析其应力-应变曲线及强... 为深入研究干湿-冻融循环对原状黄土力学特性的影响及细观损伤演化规律,通过不同次数干湿-冻融循环条件下的固结排水三轴剪切试验(consolidation drainage triaxial sheartest,CD)和核磁共振试验,从宏-细观角度分析其应力-应变曲线及强度指标变化规律和细观孔隙的损伤变化规律。在此基础之上,假定黄土微元强度分布服从复合函数,建立了黄土的损伤统计本构模型,并验证其适用性。研究结果表明:土体的应力-应变曲线表现为应变软化,并且随着循环次数的增大软化程度逐渐减弱。偏应力峰值随循环次数减小并逐渐趋于稳定,在循环2次时其衰减程度最大,不同围压下分别衰减了17.6%、23.2%、24.5%和18.1%。土体内胶结块在循环作用下发生破损,使得内部孔隙面积逐渐增大,主要为小孔隙向中大孔隙的转变,随着循环次数的增大,内部结构逐渐趋于稳定。 展开更多
关键词 干湿-冻融循环 黄土 力学特性 细观损伤 损伤统计本构模型
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基于ABAQUS的白砂岩损伤的本构模型的二次开发
10
作者 王永岩 侯顺正 《计算机与数字工程》 2024年第9期2837-2841,共5页
ABAQUS有限元分析软件在岩土力学方面的功能很强大,但是ABAQUS软件的材料库中没有白砂岩酸性条件下不同干湿循环处理下的本构模型,因此论文将在ABAQUS的平台上对此模型进行二次开发,将模型编译成UMAT子程序,并对子程序进行验证。通过UMA... ABAQUS有限元分析软件在岩土力学方面的功能很强大,但是ABAQUS软件的材料库中没有白砂岩酸性条件下不同干湿循环处理下的本构模型,因此论文将在ABAQUS的平台上对此模型进行二次开发,将模型编译成UMAT子程序,并对子程序进行验证。通过UMAT二次开发的子程序进行的模拟结果与实际试验的数据对比。 展开更多
关键词 UMAT 白砂岩 酸性条件下不同干湿循环处理下的本构模型 ABAQUS软件
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考虑干湿循环路径的粉砂质泥岩力学特性及本构模型
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作者 成辉 付宏渊 +3 位作者 曾铃 于晓伟 罗锦涛 刘杰 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1912-1922,1980,共12页
为了分析南方湿热地区粉砂质泥岩边坡浅层失稳机制,开展不同干湿循环路径下的粉砂质泥岩低围压三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)试验.基于连续损伤理论和修正Drucker-Prager(D-P)强度准则,构建可考虑干湿循环路径影响的粉砂质泥岩损伤本构模... 为了分析南方湿热地区粉砂质泥岩边坡浅层失稳机制,开展不同干湿循环路径下的粉砂质泥岩低围压三轴压缩试验与扫描电镜(SEM)试验.基于连续损伤理论和修正Drucker-Prager(D-P)强度准则,构建可考虑干湿循环路径影响的粉砂质泥岩损伤本构模型.结果表明:粉砂质泥岩应力-应变曲线具有非线性特征,可分为压密阶段、弹性阶段、塑性屈服阶段、峰后破坏阶段和残余强度阶段;随干湿循环次数或循环幅度的增加,压密阶段与塑性屈服阶段延长,岩样峰值强度、变形模量、黏聚力和内摩擦角损伤逐渐增大,粉砂质泥岩力学参数敏感度表现为变形模量>黏聚力>内摩擦角>峰值强度;受溶蚀、潜蚀作用,粉砂质泥岩孔隙率不断增大,破坏模式由以剪切破坏形式为主的顶锥-劈裂破坏向剪切破坏演化.构建的岩石损伤本构模型能考虑干湿循环路径的影响,能较好地反映粉砂质泥岩应力-应变曲线全过程变形特征. 展开更多
关键词 粉砂质泥岩 干湿循环路径 力学特性 微观结构 损伤本构模型
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基于OpenSEES的圆钢管与螺栓球组配件的抗震性能研究
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作者 宋夏芸 李卫文 +2 位作者 张洁 杜雷鸣 李海旺 《建材技术与应用》 2024年第2期22-26,共5页
空间网格结构的超低周疲劳破坏隐患直接威胁着强震时数以万计的该类建筑安全性能。基于OpenSEES有限元分析软件,针对12根两端带螺栓球节点的钢管在大位移循环加载试验下的超低周疲劳性能进行数值模拟,分析得出计及节点影响、杆件双重非... 空间网格结构的超低周疲劳破坏隐患直接威胁着强震时数以万计的该类建筑安全性能。基于OpenSEES有限元分析软件,针对12根两端带螺栓球节点的钢管在大位移循环加载试验下的超低周疲劳性能进行数值模拟,分析得出计及节点影响、杆件双重非线性及材料疲劳损伤对螺栓球节点的圆钢管杆件滞回性能、力学指标及耗能性能等超低周疲劳性能的影响。结果表明:加载制度对于试验构件的超低周疲劳性能有直接影响,数值模拟与试验结果相近,所采用的疲劳损伤本构能够较为准确地描述构件超低周疲劳特性。 展开更多
关键词 空间网格结构 OpenSEES有限元分析 疲劳损伤本构 超低周疲劳性能
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干湿循环作用下吹填固化轻质土蠕变特性研究 被引量:1
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作者 杨少朋 杨爱武 郎瑞卿 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期478-487,共10页
采用新型固化技术对高含水率吹填土进行固化处理,通过三轴流变仪,考虑干湿循环次数、围压和初始静偏应力等因素研究其对吹填固化轻质土蠕变变形和抗剪强度指标的影响规律。试验结果表明:吹填固化轻质土具有密度小、质量轻及强度高等优... 采用新型固化技术对高含水率吹填土进行固化处理,通过三轴流变仪,考虑干湿循环次数、围压和初始静偏应力等因素研究其对吹填固化轻质土蠕变变形和抗剪强度指标的影响规律。试验结果表明:吹填固化轻质土具有密度小、质量轻及强度高等优点。在一定程度上,增大围压可有效缓解吹填固化轻质土的蠕变变形,而初始静偏应力对其影响较小,前7次干湿循环对土体破坏应力的影响最大,而后基本保持不变。抗剪强度指标c、φ值均随初始静偏应力的增加而逐渐降低,随干湿循环次数的增加呈现出先减小而后逐渐稳定的趋势,且前7次干湿循环,二者均呈指数函数降低;7次以后,变化均较小并逐渐稳定。基于c、φ值与时间关系曲线,分别构建了不同偏应力作用下吹填固化轻质土c、φ值的预测公式。根据蠕变曲线发展态势,通过回归分析,引入围压、初始静偏应力和干湿循环次数等因素,建立了吹填固化轻质土蠕变变形预测模型,并验证了其可行性。研究结果可为实际工程场地提供理论依据。 展开更多
关键词 吹填固化轻质土 干湿循环 蠕变特性 抗剪强度指标 本构模型
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U75V钢轨钢耦合损伤循环塑性本构模型研究
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作者 张金 刘宇轩 +1 位作者 李建 阚前华 《四川轻化工大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第2期31-38,共8页
针对我国重载铁路和地铁用钢在实际服役过程中的全寿命棘轮行为,开展U75V钢轨钢耦合损伤循环塑性本构模型研究。首先通过不同平均应力和不同应力幅值的循环实验,研究U75V钢轨钢在室温下的全寿命棘轮行为;然后基于损伤力学和循环塑性框架... 针对我国重载铁路和地铁用钢在实际服役过程中的全寿命棘轮行为,开展U75V钢轨钢耦合损伤循环塑性本构模型研究。首先通过不同平均应力和不同应力幅值的循环实验,研究U75V钢轨钢在室温下的全寿命棘轮行为;然后基于损伤力学和循环塑性框架,采用损伤修正的Chaboche随动硬化模型,引入指数型损伤演化律,建立耦合损伤的循环塑性本构模型;最后针对材料的失效模式,建立基于损伤临界值的疲劳失效判据,预测失效寿命。研究结果表明,模拟循环稳定时的棘轮应变率误差小于22.0%,失效时的棘轮应变误差小于38.0%;预测U75V钢轨钢的低周疲劳寿命均在1.5倍误差带内。总的来说,该耦合损伤循环塑性本构模型能描述U75V钢轨钢在非对称单轴应力循环下的全寿命棘轮行为。 展开更多
关键词 U75V钢轨钢 棘轮行为 低周疲劳 本构模型 耦合损伤
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冻融循环次数对饱水砂岩力学特性的影响分析及预测
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作者 周游 陈彦龙 《中国煤炭地质》 2024年第1期36-40,共5页
为了研究高寒地区冻融循环次数对饱水砂岩物理力学特性的影响,开展了冻融0次、20次、40次和60次四种不同冻融循环次数下西部某露天矿砂岩单轴压缩试验。基于试验结果,分析了冻融循环对砂岩质量、变形及强度等物理力学特性的影响规律。... 为了研究高寒地区冻融循环次数对饱水砂岩物理力学特性的影响,开展了冻融0次、20次、40次和60次四种不同冻融循环次数下西部某露天矿砂岩单轴压缩试验。基于试验结果,分析了冻融循环对砂岩质量、变形及强度等物理力学特性的影响规律。通过分析得到以下结果:随着冻融次数的增加,饱水砂岩质量不断增加,到冻融40次后,砂岩质量趋于稳定;砂岩的应力-应变曲线呈现出四个阶段,峰值强度和弹性模量随着冻融次数增多而呈线性减少的变化趋势。建立了以应变和冻融次数为输入层,应力为输出层,含一个隐含层的神经网络本构模型。通过对比分析冻融60次试验结果,验证了该模型具有良好的适用性。 展开更多
关键词 冻融循环 力学特性 砂岩 神经网络 本构模型
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纤维增强水泥土搅拌桩芯样的强度特征与本构模型
16
作者 魏永杰 陈伟利 《水电能源科学》 北大核心 2024年第4期103-106,共4页
为研究玄武岩纤维增强水泥土搅拌桩芯样的强度特征,采用力学试验分析了纤维长度和掺量的影响规律和作用机理,基于分段式函数优化了材料的本构模型。结果表明,芯样强度增长速率随养护时间增加而下降,0~7 d为快速增长期;纤维长度对强度影... 为研究玄武岩纤维增强水泥土搅拌桩芯样的强度特征,采用力学试验分析了纤维长度和掺量的影响规律和作用机理,基于分段式函数优化了材料的本构模型。结果表明,芯样强度增长速率随养护时间增加而下降,0~7 d为快速增长期;纤维长度对强度影响显著,短纤维的贡献程度最高;随纤维掺量的增加,强度呈先增后减的变化规律,0.3%为最优掺量;纤维的桥接效应可抑制裂缝的扩展,对芯样的破坏起到缓冲作用;采用分段式本构模型可准确预测水泥土搅拌桩芯样的应力-应变关系。 展开更多
关键词 水泥土搅拌桩 纤维 强度 本构模型
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晶粒尺寸对Inconel 718薄板塑性微变形行为的影响:实验与建模
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作者 纪开盛 刘艳雄 +3 位作者 张怡俊 宋燕利 尹飞 魏文婷 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期1412-1425,共14页
随着航空航天工业的迅速发展,对微型化Inconel 718薄板构件的需求越来越大。然而,晶粒尺寸显著影响金属薄板的塑性变形行为,在很大程度上限制了Inconel 718薄板构件的生产和应用。本文对不同晶粒尺寸的Inconel 718薄板进行了一系列单轴... 随着航空航天工业的迅速发展,对微型化Inconel 718薄板构件的需求越来越大。然而,晶粒尺寸显著影响金属薄板的塑性变形行为,在很大程度上限制了Inconel 718薄板构件的生产和应用。本文对不同晶粒尺寸的Inconel 718薄板进行了一系列单轴拉伸试验和扫描电镜实验,研究了晶粒尺寸对其塑性变形行为的影响。通过EBSD技术表征了晶粒尺寸、晶粒取向和晶粒平均取向偏差,阐明了晶粒尺寸效应的变形机制。研究结果表明,随着晶粒尺寸的增大,在拉伸应力作用下,晶粒旋转和协调变形机制减弱,取向转变为<232>的晶粒数量逐渐减少,从而导致屈服强度和最大抗拉强度显著降低;此外,随着晶粒尺寸的增大,晶粒内部的塑性变形明显减弱,晶界滑动逐渐成为拉伸过程中主要的变形机制,导致断裂应变减小,韧性断裂特征减弱。本文综合考虑晶粒尺寸和应变量影响,建立了能够应用于Inconel 718薄板的微成形研究的混合材料本构模型。 展开更多
关键词 Inconel 718薄板 晶粒尺寸 力学性能 断裂机理 混合材料本构模型
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汽轮机部件多轴蠕变-疲劳寿命评估方法
18
作者 陈钢 冯淼林 《热力透平》 2024年第2期71-75,101,共6页
汽轮机汽缸、转子等高温部件运行中受到疲劳损伤和蠕变损伤,二者的损伤机制会互相影响,有必要对疲劳损伤和蠕变损伤以及二者的耦合作用进行评估。在Ohno-Wang循环塑性模型基础上进行了拓展,提出了一种统一黏弹塑性循环材料本构模型,在AB... 汽轮机汽缸、转子等高温部件运行中受到疲劳损伤和蠕变损伤,二者的损伤机制会互相影响,有必要对疲劳损伤和蠕变损伤以及二者的耦合作用进行评估。在Ohno-Wang循环塑性模型基础上进行了拓展,提出了一种统一黏弹塑性循环材料本构模型,在ABAQUS平台上采用UMAT用户子程序开发了多轴蠕变-疲劳耦合分析程序。采用该程序对1 000 MW超超临界机组高温转子进行了多轴蠕变-疲劳寿命评估,结果显示损伤最大的位置出现在第1级动叶叶根轮槽位置。研究成果可为汽轮机高温部件的寿命评估提供技术支撑。 展开更多
关键词 超超临界汽轮机 多轴蠕变 疲劳损伤 黏弹塑性循环本构模型 用户子程序
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硫酸盐侵蚀作用下排水隧洞水工混凝土多尺度损伤演化特征及本构模型研究
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作者 崔树坚 《水电能源科学》 北大核心 2024年第8期74-78,共5页
含腐蚀性离子地下水会显著劣化排水隧洞混凝土力学性能,进而影响隧道安全与稳定。采用宏观力学试验与微观特征测试相结合的手段,研究了不同侵蚀液浓度和干湿循环龄期作用下排水隧洞混凝土多尺度劣化机理及力学特性,并建立了腐蚀作用下... 含腐蚀性离子地下水会显著劣化排水隧洞混凝土力学性能,进而影响隧道安全与稳定。采用宏观力学试验与微观特征测试相结合的手段,研究了不同侵蚀液浓度和干湿循环龄期作用下排水隧洞混凝土多尺度劣化机理及力学特性,并建立了腐蚀作用下的宏细观损伤演化模型。结果表明,随着干湿循环龄期的增加,混凝土抗压强度呈线性降低,抗拉强度表现为先快速下降后缓慢降低,弹性模量变化趋势相似。在高浓度溶液和长期干湿循环侵蚀作用下,混凝土内部孔隙率和裂缝尺寸显著上升,腐蚀产物在化学反应所形成的大量孔洞和微裂隙通道中膨胀并降低了微结构完整性。基于试验结果和损伤理论提出的宏细观损伤模型的模拟结果误差小于10%,能够表征该环境下混凝土的力学行为特点,为富水-腐蚀环境下排水隧洞混凝土设计提供参考。 展开更多
关键词 排水隧洞 硫酸盐侵蚀 干湿循环 多尺度损伤 本构模型
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基于线性强化结构应变法的低周疲劳分析
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作者 邱广宇 史少聪 +2 位作者 梁广源 李向伟 裴宪军 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期759-768,共10页
焊接结构的低周疲劳分析对于轨道车辆尤为重要。为了有效评估焊接结构的低周疲劳,提出一种基于线性强化本构的结构应变数值计算方法。该方法基于经典板壳理论和弹塑性力学。通过考虑材料的应变硬化行为,将材料的真实应力应变关系简化为... 焊接结构的低周疲劳分析对于轨道车辆尤为重要。为了有效评估焊接结构的低周疲劳,提出一种基于线性强化本构的结构应变数值计算方法。该方法基于经典板壳理论和弹塑性力学。通过考虑材料的应变硬化行为,将材料的真实应力应变关系简化为线性强化本构关系。利用有限元分析软件ABAQUS和Fe-safe计算焊接结构焊趾位置的结构应力,给出基于径向回退算法的线性强化本构塑性修正模型。利用MATLAB编写结构应变数值计算程序对结构应力进行塑性修正,并计算结构应变。基于该结构应变,给出了考虑板厚效应和载荷模式的等效结构应变范围计算公式,利用主应变-寿命曲线分析低周疲劳数据,建立了广泛用于轨道车辆的Q450高强度耐候钢材料制成的3种焊接接头的有限元模型。采用结构应力法的主应力-寿命曲线和结构应变数值计算方法的主应变-寿命曲线对试验获得的疲劳数据进行分析,并对比2种方法计算的等效结构应变范围。结果表明,各焊接接头的试验数据均分布在主应变-寿命曲线的线性窄带内,验证了结构应变数值计算法的可行性;与结构应力法相比,结构应变数值计算方法能更好地反映低周疲劳过程中材料的应变硬化现象,更适用于焊接结构的低周疲劳评估。该方法对轨道车辆焊接板结构的低周疲劳评估具有研究价值。与传统的通过提取节点力的方式计算结构应力和结构应变参数的方法相比,利用MATLAB编写结构应变数值计算程序极大地提高了结构应变参数计算的效率。 展开更多
关键词 焊接接头 低周疲劳 结构应变 线性强化本构 主应变-寿命曲线
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