三剪应力统一屈服准则研究

为克服单剪屈服准则仅考虑最大主切应力和双剪准则只考虑两个较大主切应力的缺点,以菱形十二面单元体为依据,同时考虑单元体上的三个主切应力1τ3、1τ2、和2τ3、对材料屈服的影响,认为这三者的组合达到某一极值时,材料即出现屈服.提出了三剪应力统一屈服准则,三剪屈服准则可更大限度地发挥材料的强度潜力.该屈服准则比单剪屈服准则和双剪屈服准则更具有一般性.它还可以考虑单元体上所作用的全部剪应力的不同组合,从而构成外凸和非凸两大族屈服面.

加权三剪应力屈服准则

建立了加权三剪应力屈服准则 ,导出了根据σs/τs 的比值选择权系数b的关系式 ,以及能够线性代替Mises屈服准则的加权系数的取值范围 .

剪应力屈服准则的统一形式

本文建立了剪应力屈服准则的统一形式。这是一个以等腰八面体切向剪应力的两个分量为函数的屈服准则。说明了各种剪应力屈服准则是有联系的,屈服准则与所研究的材料相关。这个一般的屈服准则,可以还原为各种现已知道的剪应力屈服准则。

基于三剪统一屈服准则受内压弯管塑性极限载荷分析

在变壁厚椭圆截面弯管应力分析的基础上,运用三剪统一屈服准则,对承受内压作用的弯管进行了极限载荷分析,推导出考虑弯管截面壁厚变化和弯管椭圆度的变壁厚椭圆弯管的塑性极限压力统一解析解。弯管的极限载荷随着弯管壁厚和弯管椭圆度的不同而变化。

三剪统一屈服准则在柱形孔扩张问题中的应用

基于三剪统一屈服准则,通过用3条折线来描述土体的本构特征,对柱形孔扩张问题进行分析,考虑岩土材料的软化和剪胀特性,推导出柱形孔扩张问题下的应力场、应变场、扩张压力、塑性区半径的解析解。算例表明,临界扩孔压力随土的软化程度的减小而增大,在一定剪胀和软化程度下,临界扩孔压力随b的增大而增大。

基于三剪屈服准则的材料弹塑性统一本构方程

为了改进双剪统一强度理论公式的分段表达,克服双剪统一弹塑性本构模型在θ=bθ点上的双重滑移角现象,考虑十二面体单元上所有三个主剪应力共同作用的三剪屈服准则建立了材料的弹塑性统一本构方程,该弹塑性统一本构方程适合于服从Tresca屈服准则到Von M ises屈服准则的全部材料。

基于三剪统一屈服准则的灰土挤密桩特性分析

以平面应变假设为前提,基于三剪统一屈服准则分析桩周土体应力情况,考虑中间主应力、各参数对塑性区发展及极限荷载的影响,推导出孔壁挤压力与塑性挤密半径的表达式。同时在孔径、深度、粘聚力以及内摩擦角不同的情况下,分析挤压力和塑性挤密半径的关系曲线。结果表明,挤压力相同时,孔径越大,塑性挤密半径越大;深度越大,塑性挤密半径越小。当其他参数及塑性挤密半径一定,粘聚力越大,挤压力越大;而内摩擦角越大,挤压力越小。

基于三剪统一屈服准则的复合裂纹断裂分析

基于三剪统一屈服准则,研究了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型复合断裂问题,对复合裂纹的断裂条件进行了分析计算,给出了包含十二面体单元上的2个主剪面应力对材料屈服的共同影响系数b及反映材料拉压性能的参数α的三剪统一屈服断裂因子,并根据裂纹扩展条件及临界状态下断裂因子的取值得到了复合裂纹断裂准则。算例中对35CrMn2材料的复合裂纹的开裂角及断裂因子进行了计算,并给出了影响系数b与开裂角θ0的关系曲线,算例的实验值与数值解的比较结果表明,通过改变参数可使该断裂准则适用于不同性质的材料且该准则可较好地应用于复合断裂问题。

双τ^2屈服准则及其统一表达式

分析了三个主剪应力对材料屈服的影响，提出了双τ２屈服准则，并建立了一个统一表达式．分析结果表明，所建立的屈服准则，包含了Ｍｉｓｅｓ准则和双剪应力屈服准则，以及介于二者之间的一族屈服准则．这些准则不仅满足Ｄｒｕｃｋｅｒ公设的屈服面外凸性条件，而且与材料性质有关，即不同的材料对应着不同的屈服准则，Ｍｉｓｅｓ准则和双剪应力准则均为该统一表达式的特殊形式．

复杂应力状态下材料屈服和破坏的一个新模型及其系列理论

作者根据应力状态的全面分析,提出一个关于材料在复杂应力状态下屈服和破坏的新模型,即菱形十二面主剪应力单元体或正交八面体的双剪切模型,由此推导出一系列全新的屈服和破坏准则,即双剪应力屈服准则、双剪应变屈服准则、广义双剪应力准则、双剪角隅模型、双剪帽子模型、双剪应力三参数准则及其角隅模型、晶体多滑移的双剪准则等等。这一新的系列准则不仅在理论上比最大剪应力准则的单剪理论更为合理,而且对某些材料比单剪理论更符合实际;此外对材料的利用率也较高,它们可以分别适用于金属、晶体、岩石、土壤、混凝土等材料,并可用于工程分析和计算机应用。

对岩土体屈服强度准则的探讨(Ⅰ)——理论与模型

对岩土体常用的单剪屈服强度准则、双剪屈服强度准则和三剪屈服强度准则进行了系统的论述,通过对单剪、双剪和三剪屈服强度准则进行转化,指出岩土的屈服强度准则一般可表达为τ8=g(θσ)f(σm)的函数形式,阐明了单剪、双剪和三剪屈服强度准则的差异主要表现在g(θσ)函数的不同,并进一步解释了中间主应力σ2对岩土类材料屈服强度的影响.

三剪统一弹塑性本构模型及ANSYS二次开发

针对传统方法在求解岩土工程问题中,只能得出理论解的不足。基于三剪统一屈服准则,推导了三剪统一弹塑性本构关系并编写了相应的ANSYS二次开发子程序,以用于实际工程。通过对静水压力下圆形隧洞进行应力数值计算,结果表明所得数值解与解析解相吻合,从而证明了模型推导及二次开发编程的正确性,并将该程序用于实际边坡稳定的计算中,得出了该边坡问题的数值解。算例表明:中间主应力系数增大,滑体稳定系数也增大,但变幅不大。

基于三剪统一屈服准则的边坡稳定性计算

基于三剪统一屈服准则讨论了边坡稳定性计算的问题,得到了基于三剪统一屈服准则瑞典条分法计算边坡稳定性系数的计算公式。实例计算结果表明土中应力状态、土的抗剪强度指标以及中间主应力系数b对安全性系数都有一定的影响。Lode参数μ0〉0时安全系数随其增大而减小,当μ0〈0时安全系数随其增大而增大,安全系数随着土体内摩擦角以及黏聚力的增加而增大,安全系数随着b值的增加而增大。考虑了中间主应力的影响,能更充分利用材料的强度潜力,可提高边坡安全稳定性系数。