弹塑性索网结构的最小势能原理

本文在同时考虑弹性和塑性强化条件下，推导出一般索网结构的变形协调方程和最小势能原理表达式，进而可以求解索网结构。

多孔岩石塑性压缩本构模型研究

白垩是一种典型的多孔岩石,三轴试验研究成果表明白垩具有2种塑性力学机理:塑性压缩(孔隙坍塌)和剪切破坏。孔隙度对白垩的塑性力学特征有重要影响,在描述白垩塑性行为的本构方程中,特别是描述塑性压缩(孔隙坍塌)的塑性力学机理,需要考虑孔隙的影响。基于对白垩力学机理的认识,建立了基于Gurson屈服准则的本构关系用来描述白垩的塑性压缩(孔隙坍塌)机理的本构模型,模拟结果与试验成果相一致。

刚塑性含空穴材料的有限元方程的研究

基于Gurson含空穴刚塑性材料的塑性势方程及其修正式 ,在材料的本构方程中引入了空穴损伤 ,体现了材料的体积变化 ,推导出应力 应变 损伤耦合的有限元列式和求解方法 ,为研究体积成形时材料的损伤和裂纹的扩展奠定了基础。并借鉴可压缩材料的有限元简化格式 ,简化了单元名义等效应变速率ε·的矩阵表达式 。

弹塑性损伤分析的参变量变分原理

参变量变分原理采用了现代控制理论中的极值变分思想 ,将本构关系化为状态方程控制着泛函的变分 ,是一种有效的求解非线性问题的方法 .本文在弹塑性损伤基本方程基础上构造了弹塑性损伤分析的势能泛函 ,对损伤演化方程和加载函数作了近似处理 ,导出了状态方程 ,指出求解弹塑性损伤问题归结为求解在状态方程控制下的势能泛函极值问题 ,由此建立了弹塑性损伤分析的参变量变分原理 ;变分原理物理意义明确 ,并给出了参变量变分原理实施的有限元列式 ,易于计算机编程实现 .文中对一算例进行了数值计算 。

线性强化型弹塑性弯曲直梁挠曲线方程

针对材料在弹塑性阶段的应用不完全问题,本文用弹塑性分区最小势能原理,推导出线性强化模型下弯曲直梁的势能分区准则和欧拉方程。求解出集中载荷作用下悬臂梁和简支梁的挠曲线方程,将挠曲线方程代入MATLAB软件进行数值计算并将其结果与ANSYS对比分析。结果表明:数值解与有限元值均满足实际工程中允许的误差范围,给出的方法可为解决工程实际问题提供一个新的思路。

基于Gurson模型的船用金属单向拉伸断裂分析

船体结构在外力载荷的作用下会有断裂失效的风险,针对船用金属试件的单向拉伸断裂现象,采用Gurson模型进行数值分析。阐述Gurson模型及相关理论,并基于C++语言实现其求解功能。分别研究初始缺陷比例、外部载荷、材料弹性模量和抗断裂性能对金属试件断裂现象的影响。通过与Q235低碳钢及铝合金的单向拉伸试验测量数据相对比,发现二者具有较好的一致性,说明该方法在评估结构断裂性能方面是可行的,程序是可靠的。

镁合金塑性-蠕变交互作用的损伤本构模型

基于简单机械模型并合理地定义广义时间标度,得到了描述塑性-蠕变交互作用的统一型本构方程.在此基础上,采用Gurson模型考虑了镁合金在铸造过程中及由二相粒子脱落等所造成的孔洞型损伤,建立了基于含球形孔洞的有限体积球体的损伤模型,由此建立了混合强化材料的损伤演化.利用所建立的描述损伤本构模型和损伤演化,分析了镁合金在循环载荷作用下的响应特性,取得了与实验相吻合的结果.

三向六边形网架的弹塑性变分解

本文依据平板网架拟板法 ,对三向类正六边形网架进行弹塑性变分求解。由最小势能原理解出网架弹塑性变形的挠度 ,进而推求网架上、下弦杆件的内力和截面。

一般硬化材料弹塑性旋转盘的变分解法

首先在小弹塑性范围内用应变的奇次四项式相当精确地拟合一般硬化材料的拉伸曲线;再在体积不变条件下用弹性位移场的已知模态和一待定幅值构成弹塑性位移场;最后用势能原理确定该幅值而得到封闭解。

一般硬化材料弹塑性梁的工程解法

在小弹塑性变形范围内,首先将应力写成应变的奇次四项式的幂函数形式。使其相当精确地拟合材料的拉伸曲线。然后,应用弹性梁的位移模态和一待定系数构成弹塑性位移场。并用最小势能原理确定该系数,从而得到封闭解。最后,给出若干典型算例和实验验证。实验结果和理论结果吻合得很好。

样条有限条塑性铰法分析板梁的极限荷载

用样条有限条塑性铰法分析了板梁的极限荷载。首先对条单元以样条位移函数表达的总势能进行求导而推导了位移-荷载关系式。然后用塑性铰法推导了单元的塑性刚度矩阵。因此该方法兼具二者优点:样条有限条法的位移量少和塑性铰法形成塑性刚度矩阵的便利。它还可以考虑梁的初始缺陷,如残余应力和初弯曲。通过与相关的试验数据比较,证明该方法有效与可靠。

离心钢管混凝土构件扭转弹塑性刚度分析

根据势能原理给出了一般层合材料杆自由扭转下的势能表达式,并根据最小势能原理及材料的等效应力应变关系进行了离心钢管混凝土构件在达到极限状态前的弹塑性刚度分析,为工程应用提供了一种方便可行的近似解法.

流动理论中的参变量最小势能原理

1.引言经典变分法是一种应用范围相当广的数学工具,很多微分方程的定解问题就是通过变分原理推出来的,它也是有限元法的理论基础,但是经典变分法在实际应用中有一定的局限性。例如当变量的容许域属于闭集或泛函对自变量不存在充分的可微性等问题,经典变分法便无能为力了。鉴于经典变分法的应用条件过严。

“充填体-煤柱”复合结构势能突变破坏机理

为研究巷式充填开采“充填体-煤柱”复合结构稳定性,分析了复合结构承载特征,建立了复合结构充填体承载部分与煤柱承载部分势能函数表达式;运用突变理论,分析了势能发生燕尾型突变的临界条件,给出了以塑性区宽度为主要指标的复合结构破坏失稳判别公式,研究了采场巷道宽度、煤层埋深以及开采阶段数等开采参数对复合结构稳定性的影响;采用数值计算的方法,结合王台铺煤矿工程案例,分析了复合结构垂直应力分布特征、塑性区宽度等承载参数,验证了复合结构破坏失稳判别公式的准确性。

离心钢管混凝土构件扭转弹塑性刚度分析

根据势能原理方法,给出了一般硬化层合材料杆自由扭转下的势能表达式,并根据最小势能原理及材料的等效应力应变关系进行了离心钢管混凝土构件在达到极限前的弹塑性刚度分析,为工程应用提供了一种方便可行的近似解法.

惯性及弹塑性效应对延性金属材料层裂损伤的影响

层裂是一种典型的、易于研究的动态损伤破坏形式，常作为材料动态破坏和断裂机制研究的主要课题。早期的层裂损伤研究基本上都是基于经验或微细观物理分析给出一个损伤演化方程，包括Gurson模型、孔洞增长模型（VG模型）和NAG模型等。目前大多数层裂损伤模型以材料的塑性变形为假设条件，并且没有考虑惯性等因素对层裂损伤演化过程的影响。随着对层裂问题研究的深入，人们开始关注孔洞早期的增长以及惯性等各种因素对损伤演化过程的影响，并借助实验方法，观察不同条件下的孔洞变化情况以及孔洞周围基体材料性质的变化情况，同时采用分子动力学等数值方法，分析微孔洞增长的演化规律。

工作记忆的机制与建模方法

工作记忆是人类认知功能的重要组成部分,涉及在短时间内对信息的存储和加工。延迟响应实验是研究工作记忆的基本实验范式之一,通过在刺激信息与行为决策之间设置一段延迟期,人们可以探究工作记忆系统在延迟期间维持和操纵信息的神经机制。本文概述了延迟响应实验范式,介绍了作为工作记忆关键机制的吸引子动力学。文章系统介绍了两种常用的工作记忆网络分析方法:运动轨迹追踪法和势能景观与环流理论。最后,我们总结了两种动力学方法的特点,并对今后的工作记忆研究方向进行了展望。

煤柱稳定性的时间相关性分析

利用最小势能原理,在分析了煤柱与顶板的相互关系以及煤柱受力状况后,建立了考虑顶板刚度及煤柱软化与流变特性的煤柱时间相关稳定性分析模型,引入煤岩体的蠕变本构关系,对煤柱的长期变形和稳定性进行了分析,得到了煤柱保持长期稳定的必要条件以及煤柱保持稳定的最小时间计算公式.在利用短壁开采方法控制地表沉陷的工程中,对煤柱变形与稳定性进行了预测,其结果与现场实测一致.

沿空留巷充填体的流变特性分析

将充填体视为黏弹塑性介质,利用最小势能原理,在分析充填体与顶板的相互关系以及充填体受力状况后,建立了考虑顶板刚度及充填体软化与流变特性的分析模型.结果表明:不考虑失稳的时间效应,充填体失稳发生的必要条件取决于充填体内部特性,即几何尺寸、材料性质等;充填体发生流变后其稳定时间随黏滞系数增大而增大,随弹性模量和塑性区宽度的增加而减少.工程中充填材料配比m水泥∶m碎煤∶m水=1∶2.34∶0.81,实测最大载荷7.6 MPa,充填体稳定期为8个月,与理论预计值基本吻合.

含缺陷韧性金属材料的失效评估研究

以韧性较好的核电站用结构钢S355为研究对象,进行了紧凑拉伸试样的断裂韧性试验,试验中发现随着拉力的增大,裂尖塑性垮塌代替了裂纹扩展,且失效载荷对应有限的塑性屈服范围。随后采用Gurson模型模拟了该试样受拉伸载荷时的失效过程,计算结果表明,该模型能较好地模拟裂纹尖端的塑性垮塌现象。最后结合试验结果和有限元模拟结果,建立了1条适用于S355钢的通用失效评估曲线,并确定了塑性失效载荷与裂纹长度之间的对应关系。