基于塑性强化和粘性弱化的岩石蠕变模型

为更好地描述岩石蠕变行为,特别是第2和第3期蠕变过程,基于岩石蠕变机理,在粘塑性元件中引入塑性强化函数和粘性弱化函数,建立了岩石的非线性蠕变模型.对圆柱形砂岩试样进行的单轴压缩蠕变试验表明,所建立的模型对试验数据的拟合程度较高(相关系数达0.98),能较好地描述岩石蠕变的全过程.

工程材料弹塑性应力应变模型分析

研究工程材料的弹塑性应力应变简化模型,主要包括理想弹塑性模型、线性强化弹塑性模 型、幂次强化模型与Ramberg-Osgood模型,以及应变的表示法。

深基坑土钉支护的弹塑性数值模拟

深基坑工程是一类典型的变体系施工力学问题,并且常常涉及土体物理非线性和土与支护结构的接触非线性这类双重非线性问题。首先,阐述了基坑工程这类变体系施工力学问题所具有的特点;然后,给出了同时考虑开挖与支护过程以及双重非线性问题的有限元计算方法;最后,通过对某一土钉支护的基坑算例进行数值分析,研究了土钉内部拉应力和钉–土界面上的剪应力分布模式以及开挖过程对这两种应力的影响。计算结果比较理想,从而进一步证明了所发展的计算方法的正确性。

双向地震动作用弹塑性反应谱研究

在基于性能/位移抗震设计中,弹塑性反应谱在计算结构地震位移反应方面越来越受到重视.考虑实际地震动的多维性和结构非线性反应空间耦合特性,研究并建立了双向地震动作用弹塑性反应谱模型,将其定义为在两个相互垂直的主轴方向上分别具有水平平动自由度,恢复力特性满足二维屈服面模型的理想弹塑性单质点系统,分别承受双向和单向地震动作用,在同一主轴方向上的最大位移反应之比.给出了一种等强度折减系数的弹塑性谱.通过硬土场地10组双向地震动记录等强度折减系数谱的统计平均结果,分析了结构周期、强度折减系数和阻尼等因素对谱值及结构双向地震反应的影响.结果表明,双向地震动作用相对单向地震动作用主要增加结构较长周期方向的最大位移反应;若增加结构较短周期方向的设计强度,可在一定程度上降低双向地震动不利影响;因定义的谱为比值形式,阻尼对其影响不大.

弹塑性力学问题比拟解法的推广

文〔1〕提出了求解弹塑性裂纹尖端场的一种比拟方法.本文把文〔1〕提出的比拟方法推广到一般弹塑性力学问题上,导出了几个典型问题的解,并作了相应的有限元数值分析.分析结果表明,该方法给出了真正弹塑性意义下的解答.

动载荷下弹塑性结构塑性位移的上界

本文讨论了理想弹塑性材料在动载荷下的塑性位移的限界问题,给出了塑性位移的上界估计式。同时又把结果推广到线性强化材料的情形。此外,本文还以一个简单弹簧—质量系统为例对结果进行了校核。

拉伸矫直数学模型及试验验证

拉伸位移是拉伸矫直工艺中极为重要的工艺参数,建立拉伸矫直过程拉伸位移与拉伸力的数学模型是科学确定矫直工艺参数的基础。根据拉伸矫直过程中拉力的变化规律,将拉伸矫直分为弹性加载第一阶段及其回复阶段、弹性加载第二阶段及其回复阶段、弹塑性加载阶段。以一维弯曲的圆形截面棒材为研究对象,假定矫直为线性强化材料,依据弹塑性力学理论,推导建立了拉伸矫直过程的拉伸位移——拉伸力数学模型。以AZ31镁合金棒材为例,采用该数学模型进行实例计算的结果与试验结果吻合较好。研究表明,原始挠度通过影响弹性第一阶段的斜率,从而影响卸载后的弹性回复量。当其他条件不变时,随原始挠度增加,矫直所需的拉伸位移和拉伸力均增加。

岩土工程中一类双重非线性问题的处理方法

针对土体和土体与结构接触面上的双重非线性性质,提出了采用理想弹塑性模型来模拟土体和采用非线性弹性-理想塑性模型来模拟土体与结构接触面相结合的方法,详细叙述了该方法的原理和数值实现方法。编制了面向对象的有限元计算程序,通过对地基极限承载力的计算验证了理想塑性模型的正确性,通过对一个受弹性基础梁作用的弹塑性地基分析验证了本文方法的适用性。计算结果表明,该方法简单实用,有一定的推广应用价值。

钢质整体引伸药筒的吕德斯带解决措施

根据理想弹塑性线性强化模型,通过不同工艺处理后试片的电子拉伸曲线塑性段的分析,探索了钢质整体引伸药筒制造中吕德斯带的形成条件,经采取滚压、喷砂工艺,解决了该问题。

煤矿立井井壁与围土相互作用的实验研究

在自行改造、加工的高应力单剪仪试验系统上对饱和砾砂、粗砂、中砂、细砂同混凝土界面的剪切特性进行了一系列试验研究.通过对试验数据的分析发现,高应力下界面的本构关系可以采用非线性弹性-理想塑性模型,非线性弹性阶段与双曲线模型较一致,界面的强度准则符合无粘聚力的库仑公式,在此基础上导出了界面单元的弹塑性矩阵.对包括弹性和塑性2个变形阶段的情况,采用初应力法得到了修正的弹塑性矩阵.

基于双指数剪切滑移模型的全长锚固锚杆荷载传递机制分析

为了准确分析全长锚固锚杆荷载传递机制,提出以锚固界面的双指数曲线剪切滑移模型和锚杆线性强化弹塑性本构模型为基础的数值模型,并通过拉拔试验验证此模型,然后基于此模型分析不同锚固长度的锚杆中载荷传递规律,探讨锚固长度为1.5m的锚杆中轴向应力和剪应力分布情况。结果表明此数值模型能够很好的描述锚杆在拉拔荷载作用下发生界面滑脱失效和拉伸破坏2种破坏形式,以及能够准确判断在整个拉拔历程中锚杆是否发生屈服,试验结果验证了该模型的合理性。