依赖Tresca和双剪应力屈服函数均值的屈服准则

为使Mises屈服准则线性化 ,在HaighWestergard应力空间 ,将Tresca与双剪应力屈服函数相加并取其平均屈服函数来作为新的屈服准则简称MY(平均屈服 )准则 ,给出了该准则的数学表达式、屈服轨迹与单位体积塑性功率表达式·精度分析与算例表明 :MY准则是一个线性屈服准则 ,其与Mises准则最大误差不超过 3 9% ,平均误差不超过 1 95 % 。

基于P-L屈服函数的拓展修正剑桥模型

采用泰勒级数展开的方法由修正剑桥模型屈服函数得到新的P-L屈服函数,用于合理描述不同类型土的屈服面。该屈服函数满足临界状态力学的基本假定,屈服面与临界状态线的交点处的法向量始终垂直于p轴,当采用相关联的流动法则时,土体达到临界状态后不会产生额外的体积变形。修正P-L屈服函数所引入的形状因子α为临界状态有效平均主应力与前期固结应力之间的比值,增大α会导致屈服面沿着临界状态线向外扩张,材料的弹性区间也随之增大。剑桥模型和修正剑桥模型的屈服函数可以视作本文提出的屈服函数的特例,分别对应α为0.368和0.5时的情形,通过对Pancrudo堆石料的屈服面进行拟合,可以看出修正P-L屈服函数能够更好地描述屈服面的真实几何形状。在此基础上,可以采用该屈服函数对修正剑桥模型进行拓展以提升其对不同类型土的适用性。将模型计算结果与正常固结重塑Weald黏土和Kaolin黏土的不排水三轴压缩试验结果进行对比分析,发现适当调整屈服面的几何形状有助于提高模型的计算精度,尤其是对于Kaolin黏土,在不排水剪切条件下可以计算得到更为准确的不排水抗剪强度和有效应力路径。鉴于拓展后的修正剑桥模具有形式简单且计算精度高等优点,其在岩土变形计算领域有着广泛的应用前景。

不同后继屈服函数在弹塑性有限元中的应用评估

构造了一种在 π平面上为椭圆的后继屈服函数 ,将该屈服函数、“Tresca”及“Misses型”后继屈服函数分别应用于干涉孔及冷胀孔问题的弹塑性有限元分析 ,并对这三种屈服函数在弹塑性有限元中的应用进行了评估。本文三种屈服函数在弹塑性问题中的应用评估对更有效地解决工程中的弹塑性问题有着实际的应用价值。

由Tresca和双剪应力两轨迹间误差三角形中线确定的屈服方程

在π平面上,取Tresca屈服轨迹与双剪应力屈服轨迹之间误差三角形的几何中线确定新的屈服轨迹,建立了该轨迹在HaighWestergaard应力空间上的应力方程,称此方程为几何中线屈服方程或简称GM屈服准则·证明了单位塑性功率表达式及其对Mises圆的逼近精度·精度分析与算例表明该准则与Mises准则的最大误差不超过2 9%,平均误差仅为0 95%,比MY(平均屈服)准则的逼近精度提高1%,且它是线性的,其轨迹为与Mises屈服轨迹相交的等边非等角十二边形·该准则的单位体积塑性功率表达式也是线性的·

上海软土的屈服函数

在同济大学真三轴仪的试验结果基础上，提出符合条件的π平面上的形状函数，并结合能反映应力诱发各向异性的关口－太田屈服函数，提出适合于上海软土的新的屈服函数，并与剑桥模型、关口－太田模型进行了理论比较．

基于Tresca屈服准则的均匀腐蚀管道剩余强度计算

目前关于腐蚀管道剩余强度的计算方法很少考虑处于复杂应力状态的情况,由于油气管道受力复杂、结构高韧性,所以必须充分考虑管道的弹塑性行为进行弹塑性断裂力学分析。在总结常用计算方法的基础上,根据弹塑性断裂力学中的Tresca屈服准则,讨论了在内压及轴向力共同作用下的均匀腐蚀管道剩余强度计算问题,给出了在给定缺陷尺寸下的缺陷可接受性和该缺陷下的最大允许工作压力以及腐蚀管道剩余强度的计算公式。

岩土类工程材料的蛋形屈服函数

针对岩土类材料,提出了一种蛋形屈服函数,并在此基础上写出了能够包含迄今常见屈服函数形式的表达式。给出了确定参数的方法及本构方程。

基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown强度准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法

Hoek-Brown强度准则的屈服面与塑性势面在棱角处导数无定义,具有数值奇异性,采用圆角进行光滑过渡只能满足一阶导数连续性,而二阶导数仍然无定义,使得棱边上一致切线模量矩阵无法正确计算,导致有限元总体平衡方程组Newton-Raphson隐式迭代二阶收敛性丧失。提出基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法,使得棱角处函数曲面二阶连续可导,棱边上一致切线模量矩阵可精确计算。基于ABAQUS数值开发平台,采用FORTRAN语言编制Hoek-Brown准则理想弹塑性UMAT用户子程序,通过数值算例验证所提方法的正确性。

圆管截面齐次广义屈服函数与结构极限承载力

为克服圆管截面广义屈服准则不满足比例加载条件,导致采用弹性模量调整法求解该类结构极限承载力时存在计算结果受荷载初值影响、计算精度受损等问题,利用回归分析和最小二乘法研究建立了圆管截面广义屈服函数的齐次多项式,通过误差分析确定了齐次化多项式的阶次;据此定义了圆管截面薄壁构件的单元承载比、承载比均匀度和基准承载比,为高承载比薄壁单元的判别及其弹性模量调整提供了动态判据,进而依据能量守恒准则建立了以单元承载比为基本参数的模量调整公式,结合下限原理提出了圆管截面薄壁结构极限承载力分析的弹性模量缩减法。研究表明,选取齐次化多项式的广义屈服函数能更加准确地考虑各项内力对结构极限承载力的综合影响,具有良好的计算精度和效率,可应用于复杂圆管截面薄壁结构的极限承载力分析中。

基于优化方法的复杂各向异性屈服函数参数标定

近年来,一些复杂的各向异性屈服函数被广泛地用来描述各种先进材料塑性成形过程中的屈服行为。这类复杂屈服函数需要标定的参数多,部分力学性能测试实验复杂且参数不易获取。基于单向拉伸实验数据,提出先通过优化方法标定简单各向异性屈服函数(Hill48或Barlat91),通过其理论预测出复杂屈服函数标定所需的力学性能参数,并代替真实实验值完成复杂屈服函数的标定。以常用的Yld2000-2d和BBC2005屈服函数为例,对比分析了不同标定方法对屈服函数预测不同取向时的厚向异性系数、屈服应力以及屈服面的影响规律。通过与不同材料常规标定方法的对比分析,验证了所提出方法的可行性。

一种新的各向同性金属材料屈服函数

材料的屈服函数是建立相应的塑性本构关系以及进行塑性分析的首要条件,文章基于静水压对金属材料屈服无影响以及各向同性假设,将一般屈服函数进行泰勒展开,推导出包含应力1次~4次项的新型各向同性金属材料屈服函数以及相应八阶塑性张量。通过对该屈服函数退化,得到各向同性金属材料拉压屈服性能相同和不同条件下的屈服函数。利用Lode实验结果进行验证,结果表明,该屈服函数仅包含3个材料参数,并且对拉压屈服性能相同和不同的金属材料都有较好的适用性,具有较高的工程应用价值。

以屈服接近度分段函数表示的非线性流变模型的程序实现

基于三轴流变试验提出的非线性黏弹塑性流变模型存在蠕变门槛值、长期强度和非线性黏塑性体等组件。这种复杂的流变模型在进行程序实现时存在着诸多问题,比如一维的蠕变门槛值和长期强度推广至三维时难于表达、非线性黏塑性部分难于处理等问题。通过引入屈服接近度参数作为蠕变方程分段函数的判别准则,解决了三维情况下蠕变门槛值和长期强度的表达问题;详细推导了黏塑性部分的表达形式,并给出了三维中心差分形式,实现了流变模型在FLAC3D中的二次开发。通过算例验证了程序开发的正确性,对流变模型进行参数辨识,拟合曲线与试验曲线吻合较好,表明了所建模型的正确性与合理性。

箱型截面的齐次广义屈服函数与结构极限承载力

针对目前箱型截面广义屈服函数为非齐次函数,采用弹性模量调整法求解箱型结构极限承载力时易出现计算结果受荷载初始值影响和计算精度受损的问题,建立了箱型截面的齐次广义屈服函数,并通过误差分析确定了齐次多项式的阶次,进而定义了箱型截面构件的单元承载比、承载比均匀度和基准承载比,建立了以单元承载比为基本参数的弹性模量调整策略,据此提出了箱形结构极限承载力分析的弹性模量缩减法;并通过算例对该方法进行验证,算例分析表明,该方法计算箱型截面结构极限承载力时,结果不受荷载初始值的影响,具有良好的计算精度和迭代稳定性.

关于破坏准则和屈服函数的总结

本文对３０多年来建议过的有关π平面和子午面的各种破坏准则和屈服函数的表达式进行分类和归纳，并认为继续进行这类问题的研究已经没有必要。

包含织构系数的任意应力状态下六角晶粒正交板材屈服函数理论研究

工程上往往采用Hosford屈服函数来描述正交金属板材屈服和塑性变形行为。但它要求板材的3个主应力必须与板材的正交轴同轴。针对这一的缺点,通过引入方向函数,分析方向函数与织构系数的关系,给出包含织构系数的任意应力状态下六角晶粒正交板材屈服函数。此屈服函数包含5个材料常数和5个织构系数,比Hosford屈服函数更具有一般性。利用新屈服函数推导了不同角度下金属板材各向异性指数r值和屈服应力与织构系数的表达式,实验证明新屈服函数对描述材料的塑性变形及屈服强度的拟合较好,为分析金属板材的力学性能提供了依据。

Tresca与Mises屈服理论值的简明比较

本文就文献［１］提出的两种理论值的分析与比较，提出更简明的方法．

Tresca和Mises屈服条件间的关系

揭示了第三、四强度理论应用于圆筒形压力容器时 ,与特雷斯卡屈服条件及米赛斯屈服条件之间的关联 ;所得结果在教学及工程应用上有一定参考作用。

建立土体屈服函数的方法研究

总结了建立土体屈服函数的6种方法,并以剑桥模型和修正剑桥模型为例,详细说明了使用应力剪胀关系法、热力学方法得到屈服函数的具体步骤。分析了这6种方法的优缺点,发现应力剪胀关系法、塑性应变增量法和热力学方法本质上都是由屈服函数的"等价物"来得到屈服函数,只是"等价物"的形式不同,分别为代数、几何和能量形式的等价关系。最后使用破坏函数类比法,在粗粒土常规三轴试验及真三轴试验结果的基础上,建立了一个粗粒土剪切屈服准则。

框架结构箱型构件的通用齐次广义屈服函数

为了克服传统广义屈服函数的局限性,建立了适用于平面和空间框架结构,且对截面几何尺寸不敏感的箱型构件通用齐次广义屈服函数,提出了箱型框架极限承载力分析的高效线弹性迭代方法.首先,通过对比分析遴选出对截面几何参数不敏感的箱型截面广义屈服函数作为基准;然后,根据全面试验法确定了拟合配点,并通过回归分析建立了考虑轴力和双向弯矩联合作用的箱型截面通用齐次广义屈服函数;最后,结合弹性模量缩减策略,提出了箱型截面框架结构极限承载力分析的高效线弹性迭代方法.研究结果表明:建立的箱型截面通用齐次广义屈服函数不仅克服了普通广义屈服函数计算结果不稳定的缺陷,而且克服了现存齐次广义屈服函数存在的对截面几何尺寸敏感且不适用于空间结构等问题;建立的结构极限承载力分析的方法较传统的弹塑性增量分析法相对误差不超过3%,且计算时间不足传统分析法的10%,均表明本文建立方法的精确性和适用性.

Tresca与Mises屈服理论值的比较

Ｔｒｅｓｃａ与Ｍｉｓｅｓ屈服理论值的比较徐远杰（武汉水利电力学院，武汉４３００７２）１引言Ｔｒｅｓｃａ屈服理论（又称最大剪应力强度理论）与Ｍｉｓｅｓ屈服理论（又称形状改变比能强度理论）是材料力学课程中的重点内容，现行《材料力学》教材￣［１－３］中，均...