单一曲线假设对弹塑性问题的影响

以航空硬铝合金LY12CZ，干涉量为3．1％的干涉配合为例，对弹塑性问题应变到应力转换的"单一曲线假设"问题进行了讨论。

考虑弹塑性卸荷的柱孔和球孔反向扩张解

为研究卸荷对灌注桩、隧道等复杂受力岩土结构的影响,建立了考虑弹塑性卸荷的圆孔反向扩张简化解模型。该模型在应力计算中采用了叠加法的思想,在反向塑性区采用了非关联的Mohr-Coulomb准则、塑性区大应变假设和忽略塑性区弹性应变的假设。研究表明,圆孔反向扩张过程可划分为弹性阶段和两个弹塑性阶段。当孔压重新加至初始值时,不论柱孔还是球孔其半径均未能恢复到初始值,且在孔周存在一定范围的应力薄弱区。与经典原位扩张解相比,当圆孔压力增至一定值后圆孔反向扩张的屈服面发展、圆孔应力变化及孔周应力场将与之趋于一致。忽略塑性区的弹性应变假设会使简化解的土体位移偏小,极限扩张压力偏大,但对应力相关量的计算没有影响。与Tresca解相比,所提模型考虑了内摩擦角的影响,更接近于土体实际。通过数值模拟建立了圆孔反向扩张的平面应变模型,其应力分析结果与理论模型基本一致。

颗粒弹塑性碰撞理论模型

以Hertz弹性接触力学为基础,假设材料为弹塑性强化材料,并考虑接触压力作用下颗粒球体接触面上材料进入塑性阶段后的应力调整与释放,提出了一种新的颗粒弹塑性接触理论。以此为基础,在准静态假设的基础上,研究了颗粒间的弹塑性碰撞问题,推导了相应的计算公式,并与其它弹塑性接触模型进行了比较。结果表明:按照该文模型预测的荷载变位曲线介于Hertz弹性解和Thornton解之间;强化系数越高,荷载变位曲线越接近Hertz弹性解,强化系数越低,越接近Thornton解,Thornton模型为该文模型的一个特例。在颗粒弹塑性碰撞过程中,本文理论预测的冲击力远远小于Hertz弹性解的预测结果,更与实际情况相符。

谈谈弹塑性力学中的简化问题

讨论了弹塑性力学中的基本假设、本构模型和简化分析方法.指出在这一领域中,简化是非常重要的和必需的.

线性变截面梁弹性与塑性变形分析

变截面梁的弹塑性受力和变形特性在工程构件的设计中具有广泛的应用前景。本文以线性变截面简支梁为研究对象,采用实验方法,分析了线性变截面梁的弹塑性的加卸载过程。研究结果表明:变截面简支梁的三点弯曲力-变形曲线加载过程可分为弹性、屈服段;卸载曲线平行于弹性加载段,跨中残余位移为最大位移的44.1%;基于DIC的应变测量结果表明,各阶段水平位移等值线为曲线,表明该变截面梁的三点弯曲变形不满足平截面假设。本文的研究可为变截面梁的工程应用和教学提供参考。

盾构隧道拱顶塑性区及地表沉降分析与计算

按平面应变问题分析隧道地表沉降,不考虑重力场的影响作用,而仅认为其是由洞周土体应力释放引起的。在假定隧道周边土体应力释放荷载为均布的前提下,由实际的地表应力为0与圣维南原理可知无穷远处的侧边与底边应力也为0。从而可利用平面弹性力学关于无限大板的理论求出其应力,并将其应力与未开挖前仅受重力场作用下的应力叠加。由此分析拱顶土体的塑性区半径,如果其塑性区半径不大且在工程允许的误差范围内,可以认为隧道开挖后整个土体仍处于弹性状态,从而利用洞周受均布荷载作用下弹性无限大板的位移解直接推求出地表的沉降方程。

基于Hertz理论的泥石流块石冲击力修正系数研究

基于Hertz弹性碰撞理论的修正公式是计算泥石流块石冲击力的有效方法之一,但公式中的修正系数目前尚无具体的量化方法。在Hertz接触理论和Thornton弹塑性假设的基础上,建立了泥石流块石冲击构筑物的计算模型,推导了修正系数的表达式。研究表明,修正系数是材料强度、泥石流块石尺寸和速度的函数而非一个常量,其随泥石流块石冲击速度的增加而减小,随泥石流块石半径、构筑物材料强度的增加而增加。板子沟泥石流沟防治工程计算结果显示,修正冲击力仅为Hertz弹性碰撞冲击力的15.58%。当泥石流块石冲击速度小于3 m/s,修正系数大于0.20;当泥石流块石冲击速度大于3 m/s,修正系数介于0.10~0.20,计算结果与实践估计较为一致。

一维损伤变量的合理定义方法

针对利用"弹性模量衰减法"定义损伤变量是否合理这一问题,借助有效应力的概念以及应变等效假设,从本质上阐述了一维情况下材料损伤变量应该以何种弹性模量来定义。指出从应变等效假设的角度准确度量材料的损伤程度必须首先确定材料的无损伤参考工作状态;将直线形式的应力-应变关系作为无损伤材料的参考工作状态是没有根据的。按照弹性损伤和弹塑性损伤两种状况推导出损伤变量的合理定义,证明卸载模量的退化可以作为弹塑性材料损伤变量的定义。同时,结合所提出的混凝土受压损伤本构方程,验证弹性应变等效假设,并给出一维损伤本构模型的合理建立方法。

船体结构总纵极限强度的简化逐步破坏分析方法

本文基于Smith方法,应用梁-柱理论、理想弹塑性假设、平截面假设和塑性铰理论建立了加筋板单元的应力-应变关系曲线,导出了船体结构总纵极限强度的简化逐步破坏分析方法并编制成FORTRAN计算程序。应用作者导出的简化逐步破坏分析方法分析计算了Reckling23号模型总纵极限强度。计算结果表明,本文导出的简化逐步破坏分析方法和计算程序正确可靠,可供船体结构设计和使用。本文还对船体结构总纵极限强度的影响因素进行了分析,其中包括加筋板单元的载荷-缩短行为、横向压力、材料屈服强度和腐蚀等。

正交各向异性韧性材料应力-应变关系

采用大变形弹塑性有限元方法分析了各向同性和正交各向异性韧性材料光滑圆棒拉伸试件的颈缩问题。首先给出了采用计算机模拟确定各向同性韧性材料真实应力-应变曲线的具体方法;对正交各向异性韧性材料的分析表明,颈缩截面呈椭圆形,其长短轴方向的等效塑性应变基本上均匀分布,与Bridgman假设一致;轴向拉伸载荷-位移曲线与其它两方向的各向异性参数关系不大。在此基础上,建议了一种确定正交各向异性韧性材料真实应力-应变曲线的方法。

带圆角弯曲板应力集中和极限载荷的分析

根据折线形截面假设,提出了一种计算带圆角平板受弯曲时的应力集中系数和弹塑性极限载荷的简单而有效的方法。文中详细讨论了圆角的半径(ρ)和圆角的深度系数(t)对局部应力的影响;比较了深圆角和浅圆角两种情况,并推导出弹塑性交界面与弹塑性极限载荷及局部应力的关系。文中算例与光弹性实验和有限元结果进行比较后表明,该方法简单、有效,适用于工程实际问题。

基于Hertz理论的落石撞击桥墩冲击力计算公式及参数研究

落石撞击棚洞的冲击力公式已较为成熟,但落石撞击桥墩的冲击力公式研究较少。基于Hertz弹性碰撞理论和Thornton弹塑性假设,通过速度恢复系数引入落石反弹计算项,建立了落石撞击桥墩的力学计算模型,推导了落石撞击桥墩的弹性和弹塑性冲击力表达式,并讨论了落石的冲击速度、冲击角度及半径对冲击力的影响;建立落石-桥墩有限元模型,将数值模拟得到的弹性与弹塑性冲击力与理论值进行对比。结果表明:落石弹性冲击力结果偏大,考虑材料弹塑性的冲击力表达式更符合工程实际。实例结果显示弹塑性冲击力仅为Hertz弹性冲击力的21.58%;落石冲击力随着冲击速度和半径的增大而递增,随着冲击角度的增加而递减;在进行桥墩防撞设计时,应充分调研落石等效半径的分布情况,可在碰撞区铺设一定厚度的低强度混凝土;用弹塑性冲击力理论公式进行设防时,建议引入落石弹塑性冲击力折减系数,其值可取0.6~0.8。

单侧有U形槽弯曲平板应力集中的研究

本文根据折线形截面假设，计算了单侧有U形槽的弯曲平板的应力集中和极限载荷问题．文中分析了槽宽系放和槽深系数对局部应力的影响，导出了弹塑性局部应力的表达式及极限载荷和弹塑性交界面的关系．