基于截面配筋率的钢筋混凝土统一本构关系研究

为避免数值化分析中直接处理钢筋与混凝土之间的复杂关系,推导出钢筋混凝土构件轴心受压统一理论公式,做了不同配筋率与不同混凝土强度等级下的钢混棱柱体轴心受压试验,利用试验量测的荷载位移数据,结合Matlab曲线拟合工具的线性回归与拟合功能,建立了一种基于截面配筋率的能够描述钢筋混凝土材料力学性能的统一本构关系。对试验梁进行数值化分析表明,所建立的数值化模型应力应变特征与试验结果吻合较好,证明了该模型在钢筋混凝土实际运用过程中的可行性与适用性。

混凝土材料的粘塑性损伤统一本构模型

发展了只适用于金属类材料的粘塑性统一本构理论,借助经典塑性理论的基本法则,建立了无屈服面和无破坏面的混凝土材料的粘塑性损伤统一本构模型。放弃了传统统一本构模型的静水压不影响非弹性变形和无非弹性体积膨胀的基本假设;发展了间断的经典塑性乘子,使其为连续函数,并提出了相应的构造方法,拓展定义了其物理意义。数值模拟显示,此本构模型能够模拟混凝土材料的率相关性质、在压缩载荷作用下的体积膨胀现象和由损伤引起的应力软化和刚度退化现象。

粘弹塑性统一本构模型理论

文章在已有的统一本构模型的基础上 ,将粘弹性变形引入到统一本构模型之中 ,成功地改善了材料过渡段的变形模拟情况。通过 Hastelloy- X的变形模拟及与其它统一本构模型的变形模拟比较 。

一种黏弹塑性统一本构模型

经过对大量有关统一本构模型的文献资料分析，指出了现有统一本构模型存在的问题，并通过对材料实验数据的分析，指出了黏弹性现象在实验中的表现，并据此将黏弹性引入到弹性黏塑性统一本构模型［１］之中，建立了黏弹塑性统一本构模型；通过模型的数值模拟证明：模型计算结果无论在变形趋势上，还是在数值精度上都与实验数据符合得很好，克服了此前统一本构模型存在的问题．黏弹塑性统一本构模型的产生将统一本构理论的内涵扩大到黏弹性范围，进而构造了一个黏弹塑性理论的新框架．

粘塑性损伤统一本构模型中材料常数的一种确定方法

对粘塑性损伤统一本构模型及其参数确定方法做了简单回顾,提出了一种简单有效的粘塑性参数确定方法,并以定向凝固合金DZ4为例,采用遗传算法进行了优化。同时给出了DZ4蠕变损伤参数和疲劳损伤参数的优化结果。通过循环应力应变计算和蠕变计算,证明所提出的方法是可行的。

一种弹性粘塑性统一本构模型

在深入研究分析材料变形过程的基础上 ,对材料变形与选定描述材料变形内变量的问题进行探讨 ,在唯象法的基础上提出一种金属材料变形的粘塑性统一本构模型 .用该模型对 30 4不锈钢的变形过程进行模拟 。

基于宏细观统一本构模型的复合材料湿热应力分析

基于有限体积直接平均方法(Finite-volume direct averaging micromechanics,FVDAM),建立了一种从复合材料细观到宏观的统一本构模型。根据均匀化方法和连续介质力学构建复合材料的宏细观相关矩阵,通过该矩阵将细观组分材料的损伤性能传递到宏观复合材料中,计算了湿热环境中复合材料的细观应力场。结果表明:FVDAM采用子胞边界平均位移作为未知量,使本构模型中的未知量总数大为减小,相对提高了模型的效率,但这些方程都是建立在平均意义上的,因此预测的应力场存在一定的不连续性;湿热环境下,前期的吸湿有缓解热残余应力的作用,随着时间的增加,吸湿的影响逐渐超过热残余应力的影响。

粘弹塑性统一本构模型的参数评估

针对粘弹塑性统一本构模型参数众多的特点和传统评估参数方法的缺点 ,应用非线性最小二乘法与敏感系数分析方法相结合 ,提出了一个比较系统的对粘弹塑性统一本构模型的参数进行评估的方法。对铜合金在室温下不同加载速率的试验曲线进行参数适配 ,表明本方法的合理性与正确性。为粘弹塑性统一本构模型的工程应用奠定了基础。

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。

粘塑性统一本构方程数值积分方法研究

本文提出了对粘塑性统一本构方程的隐式欧拉积分进行牛顿—拉夫森迭代的数值积分方法。推导出该数值积分的统一迭代格式;给出自动选取步长以及迭代收敛的准则;并对Miller的统一本构方程进行了数值求解。该法不但非常有效地克服了由于常微分方程组的刚性带来的数值困难,而且还易于控制数值误差。计算结果表明:本文所提出的方法是十分有效的。

基于金属材料统一本构及损伤理论的模型研究

结合传统的弹塑性本构理论和损伤演化方法,根据不可逆热力学定律,引进了非弹性乘子,给出金属材料含损伤、运动硬化和等向硬化内变量的非相关流动势函数,推导出流动方程以及内变量演化方程,构建金属材料的粘塑性统一本构模型,反映出金属材料在加卸载情况下的应力应变以及相应的变化特性.

预变形2219铝合金应力松弛时效成形统一本构建模及回弹预测（英文）

通过应力松弛时效实验和有限元仿真研究预变形2219铝合金应力松弛行为。结果表明:应力能促进时效析出进程,缩短到达峰值强度的时间。且初始应力越大,时效后的剩余应力越高,合金的屈服强度越大。基于显微组织演变和时效强化理论建立统一本构模型,并通过子程序开发将其嵌入有限元仿真模型中。发现仿真回弹后的半径与实验值间的相对误差为3.6%,回弹为16.8%。从而可知,所建立的应力松弛时效本构模型能较好预测带筋壁板时效过程中的回弹行为。

砂土的三剪统一本构模型

以修正剑桥模型为基础,基于三剪统一强度准则,推导出砂土的三剪统一本构模型,并编写了相应的ABAQUS二次开发子程序。对松砂进行了排水和不排水条件下的常规三轴压缩试验,利用二次开发后的ABAQUS软件模拟了试验模型的应力状态。数值解与实验结果符合较好,证明模型推导和二次开发编程的正确性。在此基础上,模拟不同排水条件下真三轴压缩试验,讨论了中主应力影响系数对应力应变曲线的影响。

粘塑性统一本构理论在单晶镍基合金中的应用

借助于传统的粘塑性统一本构模型构建方法的基础上,基于不可逆热力学定律,应用包含屈服面信息的非弹性乘子代替塑性乘子表现材料的塑性性质,推导出含有运动硬化、等向硬化的流动方程以及内变量演化方程,构建金属材料的粘塑性统一本构模型。将该模型应用到单晶镍基合金中,模型能准确的模拟单晶镍基合金的拉伸性能、蠕变性能。

统一硬化本构在海上风电大直径单桩桩-土分析中的应用

[目的]文章旨在推动海上风电基础的优化设计,将理论更加完善,模拟结果更加符合实际的高级岩土本构模型推广至实际工程应用。[方法]首先介绍了一种高级本构模型:UH模型(Unified Hardening model,统一硬化本构模型)的理论框架,随后对其进行了面向实际工程应用需求的修正,最后将修正后的模型应用在大直径单桩桩-土分析中,并对结果进行了宏观和单元层面的分析以验证其有效性与实用性。[结果]经过修正和验证,得到了适用于实际工程问题的UH_G0模型。该模型将原始UH模型中的参数“初始孔隙比”替换为“超固结比”;并引入Andersen经验公式,将剪切模量与本构参数κ解耦,显著提升了原始UH模型的初始剪切刚度,使得UH模型对变形(刚度)敏感的边值问题具有适用性。[结论]UH模型作为理论框架清晰,参数物理意义明确的高级本构模型具有较好的实际工程应用潜力。研究进行的面向工程设计需求的两项修正是必要的,二者分别提高了UH模型实际应用于边值问题的便捷性和初始刚度计算的准确性。修正后的UH_G0模型在有限元模拟过程中表现出对实际工程问题良好的有效性与实用性。

基于不可逆热力学的黏塑性统一本构模型

以不可逆热力学理论为基础,选定了包含反映材料运动硬化和等向硬化行为的参量的Helmholtz自由能函数,同时,构造了具有相应内变量的非关联流动势函数,推导出流动方程以及内变量演化方程,构建出金属材料的黏塑性统一本构模型,提出构建黏塑性统一本构模型完整的较一般的理论框架.与传统的唯象法模型相比,提出的模型具有满足不可逆热力学基本规律的优点.本方法不仅为黏塑性统一本构模型进一步的发展奠定了理论基础,还为其应用于更广泛材料的本构分析提供了理论框架.

基于虚位移原理的宏细观统一本构模型

结合虚位移原理和宏细观统一本构模型的基本理论提出了一种宏细观统一本构模型.该模型将宏观位移表示为宏观应变与细观位移的线性组合,然后应用虚位移原理建立基本方程,采用有限元法进行求解,得到宏观应变增量和应力增量的关系式.通过算例分析对比了模型与FVDAM(finite volume directe aver-age method)的应力场和计算效率,结果表明模型不仅具有较高的精度而且提高了计算效率.采用模型预测了复合材料的偏轴弹性模量和弹塑性应力应变响应.其中偏轴弹性模量与转轴公式计算结果相符,而弹塑性应力应变响应与实验结果吻合.

基于经典塑性理论的粘塑性统一本构模型

对金属材料粘塑性统一本构模型构建方法进行了研究,找到了粘塑性统一本构模型和经典塑性理论的相关点,发现了隐含于统一本构模型中的经典理论的塑性势和屈服面概念,借此发展了间断的经典塑性乘子,使其为连续函数,并提出了相应的构造方法,拓展定义了其物理意义,为其应用于更广泛材料的本构分析奠定了基础.推出了金属材料和岩土类材料的统一本构模型,通过数值模拟可以看出这种构建是合理的和实用的.

基于经典塑性理论的新型亚稳β钛合金热变形粘塑性统一本构模型

对含动态回复(DRV)、动态再结晶(DRX)的钛合金热变形本构模型进行了研究。其中基于经典塑性理论和内变量粘塑性统一本构理论构建模型的思想,在两者相关点的基础上,结合材料的变形特性,通过对相关表达式的具体推导,构建了相应的本构模型,模型物理意义清晰。最后将模型应用于预测新型亚稳β钛合金Ti2448的热变形流变行为。根据所建模型得到的预测曲线和实验曲线吻合较好,能够有效预测该合金在热变形过程中的流动应力。本研究所建本构模型是有效的,构建方法是合理的,能为构建亚稳β钛合金热变形本构模型提供一种有效的方法。

一种用于热端部件高温蠕变分析的统一型粘塑性本构模型──模型分析之一

为了描述韧性材料的率相关力学行为，提出了一个具有“过应力”特征的统一型粘塑性本构模型。通过模型分析的方法，将该模型与典型的Ｂｏｄｎｅｒ－ｐａｒｔｏｍ统一型粘塑性本构模型进行了对比分析。重点考察了该模型对工程材料三种基本变形过程的描述能力：（１）瞬时塑性。（２）循环塑性。（３）蠕变变形（包括应力松驰、蠕变恢复）。