广义双剪应力准则的一种角隅模型的数值实现及应用

理论和试验表明广义双剪应力准则比传统的Mohr-Coulomb准则能更准确地表述岩土材料的抗剪强度。然而,现有的大型有限元等数值软件中均没有基于该准则的本构模型。为对Mohr-Coulomb准则进行光滑化而提出的Gudehus-Argyris(G-A)函数,其实是广义双剪应力屈服函数的角隅函数。通过对该角隅函数的研究,构造G-A角隅模型,推导各流动矢量计算表达式;在ABAQUS平台上,采用Fortran语言编制相应的基于完全隐式向后欧拉积分算法的UMAT子程序;将该子程序应用于模拟常规三轴压缩、单轴拉伸和真三轴试验以及一均质路堤稳定性分析中,并与ABAQUS内嵌Mohr-Coulomb模型的结果进行了对比。结果表明,该角隅模型的数值实现方法是完全正确和可靠的,有利于广义双剪应力准则的实际应用,以克服传统的Mohr-Coulomb模型偏于保守的缺陷。

广义双剪粘弹塑性本构模型在渤海海冰动力学中的应用

在连续介质力学基础上建立了一个广义双剪粘弹塑性海冰动力学本构模型。该模型在海冰屈服前采用Kelvin-Vogit粘弹性模型,考虑中间主应力和静水压力对海冰屈服的影响选用广义双剪应力屈服准则作为海冰屈服判据,屈服后采用相关联的正则流动法则。采用该本构模型对渤海海冰动力过程进行了48小时数值模拟,讨论了辽东湾海冰的厚度、密集度、冰速和主应力的分布规律,其中海冰厚度分布与卫星遥感资料符合良好,从而有效地验证了该广义双剪粘弹塑性本构模型在海冰动力学中的可靠性。

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。