形状记忆合金在结构抗震中的应用

形状记忆合金(简称SMA)是一种智能材料,具有良好的耗能能力,在建筑结构的振动控制中具有广阔的应用前景。主要介绍了SMA材料的特性,并提出其一种本构模型,对SMA拉索被动控制的原理和方法作了分析说明。实验结果表明该本构模型能减小地震能量向上部结构的传递,从而降低上部结构地震响应。     

形状记忆合金-摩擦隔振支座滞回性能数值研究

为了对形状记忆合金-摩擦隔振支座进行优化设计,用参数化有限元法研究了形状记忆合金-摩擦隔振支座的阻尼性能和自回复性能。采用分段线性本构关系描述形状记忆合金的超弹性,通过UMAT接口将该本构关系嵌入ABAQUS软件用户材料库,并建立形状记忆合金-摩擦隔振支座的有限元数值模型,进而考察形状记忆合金-摩擦隔振支座结构参数对其滞回阻尼能力和自回复能力的影响。结果表明:支座阻尼性能随摩擦系数增加而增强,随SMA刚度增加而降低,而支座的自回复能力与摩擦系数、刚度的关系与此相反;形状记忆合金屈服位移增加时,自回复能力降低,而其阻尼性能无显著变化。     

形状记忆合金在结构变形和裂缝控制中的应用

形状记忆合金是一种具有全新功能的材料,本文讨论了它的力学性能、行为特点、本构关系、热力学性能及其在结构变形和裂缝控制中的应用,并简要介绍了它在应用中存在的问题和改进方法．     

形状记忆合金在结构抗震控制中的应用

讨论了形状记忆合金的本构关系,综述了这种全新功能材料的行为特点,热力学性能主其在结构抗震控制和裂缝控制中的应用,并简要介绍了在控制应用中存在的问题以及改进方法。     

磁控形状记忆合金在结构振动控制中的应用研究

为了有效利用磁控形状记忆合金(MSMA)进行土木工程结构的振动控制,研究了MSMA的变形机理和动力学特性,分析了MSMA的本构关系,给出了适用于土木工程结构振动控制的本构关系的研究方法,研究了基于MSMA振动控制器研制及其在结构振动控制中的工程应用方法,介绍了MSMA在结构振动控制中的应用前景和发展方向,同时对于应用中存在的难点问题进行了探讨.结果证明,MSMA材料在结构振动控制中的研究具有重要的价值.     

形状记忆合金复合梁的振动特性

针对复合梁的振动特性问题,利用已有的形状记忆合金(SMA)细观力学本构模型、复合材料力学和振动理论,推导了嵌入SMA的复合梁内SMA的恢复力公式,建立了描述该复合梁的应力、应变及温度间关系的力学本构方程和其固有频率和温度间关系的频率方程.应用SMA的恢复力公式、复合梁力学本构方程及频率方程研究了嵌入SMA复合梁的固有频...     

基于形状记忆合金的阻尼减振研究

介绍了形状记忆合金（SMA）的一种本构关系，简要讨论了形状记忆合金的阻尼特性，并在框架上进行了振动试验，试验结果表明，形状记忆合金可有效的改变结构的阻尼大小，是一种很好的阻尼材料，其在振动控制领域内具有广阔的应用前景。     

形状记忆合金弹簧力学性能分析

利用直杆的扭转理论对形状记忆合金密圈螺旋弹簧的力学性能进行了理论分析,给出了弹簧加载力和变形量的全程非线形力与变形关系,特别是形状记忆合金相变过程对弹簧刚度的影响.虽然形状记忆合金材料的相变本构为简单的三线性平台型模型,在加卸载过程中,相变区和相变体积分数随载     

考虑循环效应的镍钛合金超弹性细观本构模型

超弹性是形状记忆合金最主要的特性之一,本文假设其在相变过程中具有层状微结构,利用理想界面条件推导出相变发展过程的单晶本构关系,同时引入临界应力,累积残余应变和累积马氏体体积分数3个变量,利用临界应力,循环次数N构造相变驱动力随循环次数N变化的表达式。在每一次加载中相变驱动力作为一个材料参数控制正相变和逆相变的发生过程,联合累积马氏体体积分数和累积残余应变就得到考虑循环效应的单晶本构模型。利用Taylor假设推广到多晶模型。最后为证实本模型的可行性,进行了数值模拟,结果与实验结果吻合较好。     

偏动式形状记忆合金驱动器系统建模与仿真

为了实现响应速度快、精度高的偏动式形状记忆合金驱动器控制系统,基于Kanaka-Liang提出的形状记忆合金材料一维本构关系建立了偏动式SMA驱动器的热动力学模型.针对形状记忆合金材料的非线性迟滞特性,结合PID控制和模糊控制各自的优点,设计了一种模糊增益自调整PID复合控制器方案,并对偏动式形状记忆合金驱动器的响应特性进行了仿真.仿真结果表明,与PID控制器和模糊控制器相比,模糊增益自调整PID复合控制器具有响应快、超调小、适应性好等优点.模糊增益自调整PID控制策略完全能满足偏动式形状记忆合金驱动器对控制精度的要求.     

土本构模型研究的现状及展望

土本构模型课题，是理论土力学中最基础、最重要的研究内容。正确建立并合理应用土本构模型，对于提高岩土工程的计算精度，具有重要意义。论述了土的非线性弹性模型、弹塑性模型、粘弹塑性模型、结构性及损伤模型、内时模型等研究领域的主要成就和最新进展；结合2l世纪岩土工程发展方向，对诸如建立复杂应力状态本构模型、非饱和土本构模型、结构性模型等有待深入研究的领域的发展动向进行了展望。     

模型参数对邓肯-张非线性弹性模型应用影响研究

岩体破坏模型重要影响因素之一是岩体本构模型,邓肯—张模型是岩土工程中应用最为广泛的土的非线性弹性本构模型.本文对邓肯-张非线性弹性模型的影响因素进行了分析,并结合实例说明,本构模型中有关参数的取值和匹配对模型的应用和工程计算均有较大影响.     

黄河流域冲积层本构模型的深基坑适用性研究

以沿黄河流域不同地区地质力学特征差异较大的3种类别基坑为工程背景,分析所甄选的5种本构模型各自的屈服特征及适用条件,结合厚冲积层典型流域的地质力学参数特征,采用有限差分法模拟软件二次开发平台及实测数据,研究了各自区域基坑开挖结构变形所匹配的本构模型。研究表明：沿黄河冲积流域线,地质力学特征出现较大差异,总体上来说东部颗粒级配较好,西部地层深处以未固结的粘土和细砂为主;简尼模型能较为准确模拟济南基坑围护桩变形特征,邓肯张模型可表征该地区基坑地表的沉降变化发展规律;摩尔库伦模型在拟合郑州地区主动土压力时具有较高的精准性;修正剑桥模型在跟踪兰州地区基坑锚索轴力随时间变化的轨迹时与实测数据较为吻合。     

基于不可逆热力学的形状记忆合金相变塑性统一本构模型研究

为了获得能够描述形状记忆NiTi合金相变和塑性行为的本构关系,基于不可逆热力学,假设两个内变量,分别推导了相变演化规律和塑性演化规律,以及NiTi合金本构模型的主控方程。将导出的本构方程写成一维的增量形式,编制FORTRAN程序,将本构模型进行了程序实现。结合单轴加载的实验曲线、非线性拟合的方法确定该本构模型的相关参数。比较实验结果,验证了该本构模型的合理性。该模型能很好地描述随着载荷不断增加,NiTi合金表现出的母相弹性、马氏体相变、马氏体弹性以及马氏体塑性流动行为,同时,对于应变率效应也能够较为理想地描述。所建立宏观唯象本构模型,参数易确定,为NiTi合金在更加苛刻、极端的环境下的工程应用打下基础。     

Development of a unified viscoplasticity constitutive model based on classical plasticity theory

The traditional unified viscoplasticity constitutive model can be only applied to metal materials. The study of the unified constitutive theory for metal materials has discovered the correlation between the classical plasticity theory and the unified viscoplasticity constitutive model, thus leading to the concepts of the classic plastic potential and yield surface in the unified constitutive model. Moreover, this research has given the continuous expression of the classical plastic multiplier and presented the corresponding constructive method, which extends its physical significance and lays down a good foundation for the application of the unified constitutive theory to the material analysis in more fields. This paper also introduces the unified constitutive model for metal materials and geo-materials. The numerical simulation indicates that the construction should be both reasonable and practical. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 90410012)     

强震下弦支穹顶结构的动力失效探讨

为了揭示强震下弦支穹顶结构的动力失效机理,分别采用双线性本构模型和应变-损伤耦合本构模型,对一个8点支承的弦支穹顶结构进行了不同地震加速度下的全过程动力时程分析,考察了2种不同材料模型下的结构动力失效.同时对采用应变-损伤耦合本构模型的结构进行了深入研究,对该结构最大位移、塑性杆件数、杆件的应变能密度和动能密度、构件应力及应力变化率等多个物理量准则进行了考察分析.结果表明:采用应变-损伤耦合本构模型能更加准确地反映结构的动力失效,且这些物理量都能大致反映结构动力失效过程中的失效时刻;同时也反映了失效时结构最大位移、杆件塑性发展、索力松弛等失效特征.     

混凝土损伤本构模型研究评述

现有混凝土本构关系主要是基于成熟的经典弹塑性模型所建立的,弹塑性模型在数学上较严格,但是与混凝土材料破坏机理不协调,各国学者针对混凝土这类特殊多相复合材料提出了很多基于不可逆热力学理论的损伤本构模型。系统综述了混凝土损伤本构研究的成果,在分析了各个有代表意义的混凝土损伤本构模型基础之上,对比研究了各个模型的特点及各自适用范围,通过总结前人成果,为损伤本构模型研究提供了思路。     

建筑用钢循环塑性本构模型

本文简述建筑用钢循环塑性本构响应特性及现有建筑用钢循环塑性本构模型的发展及应用。     

非饱和双重孔隙介质的势函数本构方程及应用

为了分析复杂岩土工程多场多相耦合效应,需要建立非饱和双重孔隙介质的一般本构理论框架。把双重孔隙介质视为两个单重孔隙介质的嵌套叠加,利用各组分应变与孔隙变形之间的内在联系,从经典混合物理论出发推导了非饱和双重孔隙介质的能量守恒方程。通过功共轭对之间的力学性质建立了小应变条件下非饱和双重孔隙介质的一般势函数本构方程。作为一般势函数本构方程的应用,把势函数取为应变量的二次多项式,假定各共轭量之间相互独立,获得了非饱和双重孔隙介质的各向同性线弹性模型,并根据试验数据确定了模型参数。当非饱和双重孔隙介质退化为饱和双重孔隙介质或非饱和单重孔隙介质时,本文模型退化为已有的相应模型。本文获得的一般势函数本构方程可以指导非饱和双重孔隙介质的具体建模工作,线弹性本构方程可用于建立相应的固结控制方程。     

常见动态混凝土材料模型基本力学特征对比分析

材料本构模型的选择和使用,一直是制约混凝土构件动态损伤模拟技术发展的重要因素之一。基于通用有限元软件LS-DYNA,对其中2种常用的混凝土材料模型(混凝土损伤模型和混凝土连续面盖帽模型)的基本力学行为进行了对比分析。研究结果表明,混凝土损伤模型和连续面盖帽模型在基本应力应变关系、网格敏感性和应变率效应等方面均存在明显的差异。因此,采用这些材料模型进行有限元分析时,必须经过严格的试验验证,特别是在模型校正和后续参数分析时,应采用相同或相近的网格尺寸,以消除网格敏感性的影响。