论D-P系列强度准则边坡安全系数的转换本质

在岩土工程边坡稳定性分析中,Drucker-Prager系列强度准则因克服Mohr-Coulomb准则在数值计算方面的不足,而有着较大的工程应用价值。大型有限元软件ANSYS、ABAQUS等采用的材料屈服准则均为M-C六边形外角点外接圆D-P准则。在利用有限元强度折减法分析边坡稳定性时,由外角点外接圆D-P准则计算出的安全系数利用转换公式即可得到其他D-P准则下的安全系数,因此研究D-P系列准则间的一系列安全系数转换公式具有重大意义。许多学者就D-P系列强度准则之间的转换关系推导出不同的安全系数转换公式,对其进行了比较分析,论证了安全系数的转换本质;并提出一种安全系数转换的新方法,得到了D-P系列强度准则的安全系数之间转换的统一表达式,并通过算例验证该公式的正确性。

含共线分布多裂纹板的剩余强度

采用各向异性体平面弹性理论中的复势方法,应用保角映射技术和F aber级数展开,导出在任意载荷作用下多裂纹板应力场的级数解,引入当量屈服应力修正裂尖塑性区,并利用Sw ift韧带屈服准则建立含共线分布多裂纹结构的剩余强度分析模型,计算结果与试验结果吻合较好。文中还讨论了各裂纹参数对结构剩余强度的影响。计算结果表明,本文以当量屈服应力代替材料屈服应力,避免了复杂的弹塑性分析,思路简单有效,便于工程应用。

短纤维增强三元乙丙薄膜各向异性强度准则研究

芳纶短纤维增强三元乙丙橡胶包覆材料是一种能与固体火箭发动机壳体连续缠绕固化成型的内绝热层材料。为了描述其在工作过程中表现的各向异性力学特性,通过单轴拉伸和偏轴拉伸实验,研究了材料的拉伸破坏机制。基于Tsai-Hill强度准则和余弦级数准则,预测了材料的抗拉强度、断裂伸长率和初始弹性模量随偏轴角度变化的曲线。结果表明,短纤维增强三元乙丙薄膜材料呈现出明显的平面正交各向异性,破坏机制复杂;45°偏轴拉伸法比多轴均值法预测误差小;余弦级数准则不需要通过实验或者计算获取面内剪切强度,且能够保证预测的准确性,实用性较强。

考虑双剪中主应力影响系数的D-P系列屈服准则研究

双剪统一强度理论考虑了中间主应力的影响,但其屈服面不光滑,不利于数值分析。为了解决Mohr-Coulomb屈服面奇异性问题,已有研究推导得到与Mohr-Coulomb有特殊位置关系的一系列D-P屈服准则。为了解决双剪统一强度理论角点奇异性问题,参考传统的D-P系列屈服准则的推导过程,推导得到了考虑中间主应力影响系数b的D-P系列屈服准则。根据双剪统一强度理论得到的π平面极限线有12个,它们在π平面上两两相交组成了关于3个主应力轴对称的十二边形,与这些极限线有特殊关系的圆有6个,这些圆在空间中是与双剪统一强度理论屈服面有特殊位置关系的圆锥,根据理论分析和数学推导分别得到6个圆锥面的屈服函数表达式,分别为DDP1,DDP2,DDP3,DDP4,DDP5和DDP6。利用经典的强度折减法,分别计算了匀质边坡和非匀质边坡在考虑b时的D-P屈服准则下边坡稳定性系数,结果表明考虑b的D-P系列屈服准则可以适用于边坡稳定性分析,与传统的D-P系列屈服准则相比,能够充分发挥材料的强度潜力。