TiNi合金的动态伪弹性行为和率相关相变本构模型

采用万能材料试验机和SHPB实验技术对TiNi形状记忆合金在10-3s-1和102s-1应变率下的伪弹性相变行为进行了实验研究。实验数据表明:TiNi合金的相变过程具有应变率效应,其原因主要是相变阻力受应变率影响———应变率越大,相变阻力越大。在三线性热弹性相变模型的基础上,考虑了应变率对相变阻力的影响,并给出了相变阻力的具体形式,建立了一个一维率相关相变本构模型。模型对TiNi合金相变行为的模拟与实验数据吻合较好。

基于粘塑理论的岩石流变本构模型研究

基于热力学框架下的Perzyna粘塑理论,推导了适用于岩石的流变粘弹塑性本构模型,结合砂岩的三轴蠕变试验数据,对推导的本构模型的合理性与正确性进行了验证.结果表明:基于粘塑理论的流变本构模型可以较好地反映岩石的流变力学特性,对室内试验结果拟合得到的相关力学参数可以作为现场岩体流变力学特性评价的参考依据.

考虑蠕变损伤的Q_2黄土流变本构模型

根据Q2黄土的流变特征,其粘弹性特性可采用五元件广义的Kelvin模型来描述,其线性粘塑性特性可用与一滑块并联的Maxwell模型来描述,而非线性粘塑性特性,可通过损伤与塑性应变的耦合作用来反映。在考虑黄土瞬时损伤、蠕变损伤及黄土粘弹塑性组合模型的基础上,应用应变等效原理,建立了蠕变损伤流变本构模型,并通过拟牛顿法确定了相应的模型参数。该模型能够较好地描述黄土的加速蠕变过程,具参数少、适用性广的特点。

基于分数阶导数理论的Q_(3)黄土流变本构模型研究

荷载的时间效应诱发的黄土蠕变和渐进破坏会显著影响其工程构筑物的长期服役性能。特别是在我国西北地区黄土广泛分布,在荷载的长期作用下一些典型工程建构筑物(如西安地铁开挖的黄土隧道工程)可能因黄土蠕变和渐进破坏而失稳,进而对工程建设的顺利实施以及工程建设完成后其安全运营维护产生极为不利影响。可见,对黄土流变特性进行分析并揭示其流变机理进而建立其本构模型具有重要的理论和实际意义。为此,以Q_(3)黄土为研究对象,基于分数阶导数理论,通过对典型蠕变变形过程进行分析,提出了一种可模拟加速蠕变阶段非线性变化特征的分数阶元件模型,对其进行理论分析进而建立了分数阶改进西原模型并推导出本构方程。在此基础上对Q_(3)黄土的原状与重塑样开展了三轴分级循环加-卸载流变试验,以验证分数阶改进西原模型的有效性。相应的理论计算结果表明:分数阶改进西原模型既能实现对Q_(3)黄土减速蠕变、等速蠕变和加速蠕变3个流变阶段的模拟,又可弥补整数阶改进西原模型无法描述加速蠕变阶段的不足,而且相比于整数阶改进西原模型,其在减速蠕变及卸载阶段的预测效果更佳。研究结果为考虑黄土流变问题的建构筑物安全运营维护设计与施工方案提供了重要的理论依据。

基于损伤-相变本构模型的高强钢热成形数值模拟分析

针对目前商用有限元分析软件在模拟高强钢热成形过程中,只能模拟相变过程而无法模拟成形损伤过程这一问题,建立了高强钢热成形损伤-相变本构模型,通过编写该力学模型的用户自定义材料子程序,将其应用于LS-DYNA软件的高强钢热成形数值模拟中,在预测相变演化的同时实现成形损伤演化的预测。对帽形件进行了热成形虚拟试验,试验中马氏体体积分数的最大值出现在帽形件的法兰部位,其均值为98.5%,而成形损伤的最大值则集中在帽形件侧壁的中部,其值达到了0.7,该试验验证了本构模型的有效性,为高强钢热成形的实际生产提供了指导。

黏塑流变本构模型力学参数辨识研究

伴随着各种复杂地质条件,大型地下洞室围岩流变特性与其长期稳定性密切相关,流变本构模型是认识围岩流变力学特性非常重要的一个方面。流变本构模型力学参数是流变本构模型准确应用的一个首要条件。本文主要开展了三个方面的工作:(1)研究推导了岩体黏塑流变本构模型,对其力学参数进行了理论分析;(2)对砂岩进行了不同围压下瞬时三轴压缩试验和三轴流变压缩试验,得到了砂岩相关试验数据,其可以较好的反映砂岩的瞬时力学特性和流变力学特性;(3)基于不同围压下瞬时三轴压缩试验和三轴流变压缩试验,结合改进粒子群优化算法,对流变本构模型的力学参数进行了拟合优化,得到了不同围压下整体流变力学参数。与试验数据对比发现,拟合得到的流变模型力学参数可以较好的反映岩体的流变力学特性,可以为流变本构模型实际应用提供参考。

不变本征算符法在耦合摆系统中的应用

利用不变本征算符法研究了不同耦合摆系统的角频率及其对应的简正坐标。耦合摆系统的不变本证算符其物理实质是耦合力学系统的简正坐标。利用量子力学中的不变本征算符法可以非常简便地解决耦合摆系统的简正模及其对应的角频率。以二维耦合摆系统和三维耦合摆系统为例利用不变本征算符法解决了该系统的角频率及其对应的简正坐标。

外场与介观约瑟夫森结相互作用的不变本征算符法研究

本文首先详细介绍了场与介观约瑟夫森结相互作用系统的哈密顿量,进一步讨论了系统的量子化方案,然后简要介绍了不变本征算符法及其基本应用.在此基础上,用不变本征算符法求得外场与介观约瑟夫森结相互作用系统的能级间隔.

不变本征算符法计算各向异性Heisenberg反铁磁系统的自旋波能量

利用不变本征算符法(IEO方法)计算X-Y-Z模型-各向异性He isenberg反铁磁系统的自旋波能量,并讨论此系统特殊情形下的自旋波能量及不变本征算符法的优点与不足.结果表明:利用IEO方法计算磁有序系统的自旋波能量非常方便,但是IEO方法不易给出磁有序系统的基态能量;线性近似下的Ham ilton ian量只包含算符的二次项,所以,利用IEO方法及算符的对易关系,能够简捷地计算出线性近似下的Ham ilton ian量体系的元激发能量.

用不变本征算符法求一维线性谐振子的量子化能谱

采用不变本征算符法与积分变换法相当简捷地求出一维线性谐振子的量子化能谱.

高湿度Q_2黄土的非线性流变本构模型及参数

为满足逆作法施工的宝鸡火车站地下商场工程设计与施工分析的需要 ,本文根据土的非线性流变理论 ,通过对工程所在场地土的室内单轴和三轴流变试验 ,建立了高湿度 Q2 黄土的非线性流变本构模型 。

Kerr媒质中强度相关JC模型的膺不变本征算符

主要研究一种非线性Jaynes-Cummings(JC)模型的膺不变本征算符,这种JC模型描述的是一个两能级的原子在Kerr媒质中与单模腔场之间的(强度相关的)相互作用.基于已有的膺不变本征算符方法,在对应的本征矢空间里求解出了该模型的膺不变本征算符以及相应的能级差.

黏塑流变本构模型力学参数敏感性分析

在岩体流变数值模拟中,岩体本构模型力学参数成为计算结果准确性的一个关键因素。在前期研究的基础上,开展了黏塑流变本构模型的力学参数敏感性分析。以3个围压下整体参数辨识结果作为基准值,将此基准值中的每一个参数分别增加20%,40%和减少20%,40%,其他参数保持不变,先推导流变本构计算应变值,然后求得计算应变值与试验应变值的差值,根据该差值求得总误差相对变化量,以此总误差相对变化量来衡量因参数变动而使得计算应变值偏离试验应变值的趋势和程度。在参与敏感性分析的6个参数中,E的敏感性最高,m,β2个参数分区段具有较高敏感性,γ,n 2个参数次之,参数g敏感性最差。通过6个参数敏感性分析,明确了该本构模型中力学参数对计算结果准确性的重要程度,从而为参数取值提供了参考。

求解耦合双原子分子能级间隔的不变本征算符法

结合海森堡方程,利用不变本征算符法,给出了存在坐标耦合和动量耦合的双原子分子的能级间隔信息.计算结果与求解薛定谔方程得到的结果一致,且推导过程简洁易懂,该方法能够培养和提升学生运用量子力学解决复杂物理问题的能力.

不变本征算符法计算各向异性海森伯亚铁磁系统的自旋波能量

利用不变本征算符法计算了X-Y-Z模型各向异性海森伯亚铁磁系统的自旋波能量,并讨论了此系统特殊情形下的自旋波能量及不变本征算符法的优点与不足.

不变本征算符法在含时二维双耦合谐振子系统中的应用

利用不变本征算符法推导出含时二维双耦合各向异性谐振子系统的简正坐标和对应的共轭动量,并对系统的哈密顿量进行退耦合,得到系统明显的简正频率解析解.在坐标表象中系统的严格波函数的正确性通过特殊情况下此波函数与文献结果的对比讨论中得到了印证.

多光子集体辐射JC模型的膺不变本征算符

针对多光子集体辐射Jaynes-Cummings(JC)模型,首先将该模型在其守恒量本征矢所张开的希尔伯特空间里分解成守恒量和非守恒量部分,再进一步求解膺不变本征算符以及相应的能级差。

求解耦合双原子分子能级间隔的不变本征算符法

利用不变本征算符法,给出存在坐标耦合和动量耦合的双原子分子的能级间隔信息,计算结果与求解薛定谔方程得到的结果一致.推导过程简洁.

耦合谐振子体系能谱的不变本征算符求解法

基于量子力学体系的不变本征算符方法,求解两类典型的耦合谐振子模型的能隙,并分别运用幺正变换和矩阵对角化的处理方法对能隙计算的结果给予验证。结果表明,运用不变本征算符方法处理量子体系能谱具有良好的实用性与简洁性。

矩阵形式的不变本征算符方法以及几种介观电路的本征频率

本文把不变本征算符方法(invariant eigen-operator,IEO方法)推广到了基于拉格朗日量的矩阵形式,将以往计算的思路和过程用简约的矩阵形式表示出来,这对大规模复杂多回路的介观电路的计算有着重要的意义.此外用该方法计算了三个L-C介观电路的本征频率,包括存在互感和不存在互感的两种情形.通过计算结果得出了这些电路的相关性质,说明了本征频率只与介观电路本身的元件性质有关.