非均匀强化塑性模型的统一弹塑性本构关系

介绍了三参数统一强度理论和非均匀强化塑性模型，并利用三参数统一强度理论对非均匀强化塑性模型进行推导，得出了其在强化过程中的弹塑性本构关系。所得模型考虑了材料的拉伸强度与压缩强度不等、双轴等压强度与单轴等压强度不等的情况。当取不同的参数b和a时，该本构关系退化为Mohr-Coulomb、Tresca和双剪强度理论等在非均匀强化塑性模型下的本构体系，因而可以适用于各类工程材料和不同的受力情况，有重要的工程应用价值。     

平均应力及塑性体积变形敏感材料全量型本构关系及其应用

对拉压性能相同的全量理论加以推广，使其成为能够反映具有塑性体积变形及平均应力敏感特点的拉压性能不同材料的本构模型，并用该本构模型进行了平面应变条件下厚壁圆筒的应力分析，由分析可凶，对于拉压性能不同材料，考虑到平均应力及塑性体积变形敏感时，是不能将其简化为拉压性能相同，体积不可压缩的理想材料的。     

非饱和多孔岩石的热力学本构理论

为了在本构模型中同时考虑岩石材料和多孔岩石的非线性和不可逆变形,提出非饱和多孔岩石工程力学理论.应用体积分数概念和混合物理论,凭借均匀化响应原理,获得由孔隙应变张量、饱和度和各组分材料体应变5个状态变量表示的能量平衡方程.利用自由能确定的5个弹性方程,加上体积分数之和等于1这个方程组成6个本构方程.根据这些方程可以求解非饱和岩石本构模型的全部6个未知变量(3个位移矢量和3个体积分数).根据不可逆热力学理论,基于熵产公式提出用内变量表示的耗散率势函数,获得能够反映黏性和塑性不可逆变形特性的耗散本构方程.结果表明,自由能和耗散率2个势函数分别反映了岩石弹性和非弹性变形规律,共同构成了非饱和多孔岩石的热力学本构理论框架.     

超塑自由胀形中空穴发展过程的有限元模拟

将Ｈｉｌｌ的正变异性屈服方程与修正的Ｇｕｒｓｏｎ多孔韧性材料的粘塑性势有机地结合起来，建立了超塑成形中材料内部空穴体积分数的累积增大模型，按此模型采用刚粘塑性有限元法模拟了超塑自由胀形中空穴的发展过程，并对模拟结果进行了实验验证。     

双内时概念及弹塑性损伤双内时本构模型

Ｖａｌａｎｉｓ体系中的内时本构关系属于弹塑性本构关系，本文的目的是用内时理论的思想来推导弹塑性损伤本构模型，文中首先构造了隐含损伤的Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ自由表表达式，之后又引入了双内时的概念，即把内时分成了塑性内时和损伤内时，并给出了分别用两种内时表示的塑性内变量和损伤内变量演化方程，以此为基础得到了弹塑性损伤双内时本构模型，经过讨论得出了材料为各向同性有关塑性的两种特性的约束条件和有关损伤的三种特     

超塑性本构关系的研究

研究了超塑变形过程中晶粒和孔洞的长大规律及其对变形中流动应力的影响，导出了只包含晶粒长大和同时包含晶粒长大和孔洞长大的超塑性本构关系。经研究发现，人们目前普遍采用的Ｂａｃｋｏｆｔｅｎ方程和Ｒｏｓｓｅｒｄ方程是本研究的特例。同时对其进行了验证，结果令人满意。     

基于扭转试验的大变形本构关系分析

研究采用实心圆轴扭转试验标定大变形弹塑性本构关系时客观应力导数的影响问题.给出了在实心圆轴扭转试验中,几种常用旋率的具体形式.应用等向强化的J2流动塑性理论,建立了以扭转试验的应力-应变曲线为基准的,分别由Oldroyd、广义Jaumann应力导数和相对于变形率标架旋率的应力导数表述的大变形弹塑性本构关系.所得各本构关系中的塑性刚度函数与由Jaumann客观应力导数给出的塑性刚度函数形式相同,说明用扭转试验标定大变形弹塑性本构关系时,塑性刚度函数不受客观应力导数的影响,本构形式相对稳定.     

TC11合金的新型本构关系

ＴＣ１１合金的新型本构关系刘东，罗子健所谓本构关系，指一种材料的流动应力与应变速率、变形温度和变形程度的关系．实质上，本构关系表示材料对热力参数变化的动态响应．因此，建立本构关系是制定材料塑性加工工艺、对材料塑性加工过程进行数值模拟的基础性工作．由于...     

用于塑性大变形分析的非协调有限网格程序及其工程应用

基于平面非协调等参元理论和塑性大变形欧拉公式,给出一种适用于塑性大变形数值分析的非协调有限网格程序,并将其成功地应用于金属塑性大变形时的应力、应变场分析。     

钢结构地震反应分析的循环塑性本构关系

建立较完善的结构钢循环塑性本构关系，是对地震作用下钢结构及构件进行较精确数值分析的基础，复合强化本构关系，综合考虑了等向强化和随动强化的影响，可反映钢材的屈服平台及包辛格效应，适用于构件三维大变形循环塑性分析。     

多孔材料中裂纹尖端的渐近场

由宏观塑性耗散势出发,得出多孔材料的屈服函数,它类似Ｌａｄｅｔ和Ｄｏｒａｉｖｅｌｕ模型。由Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ单轴拉伸模型和相关联流动法则给出描述多孔材料的幂硬化本构关系。在平面应变条件下,得出裂纹尖端的渐近场。场具有Ｈ．Ｒ．Ｒ奇异性,Ｊ积分守恒。场的分布和韧性依赖材料常数α,它描述在变形中体积变形与形状变形之比。所得结果,在特定条件下与前人研究结果一致。这些结果为多孔材料结构的设计和韧性     

基于应力的广义Jaumann导数的大变形本构关系

研究了用实心圆轴扭转实验标定大变形弹塑性本构关系的问题.首先进行了A3钢的单向拉伸和纯扭转实验,分析了两种实验的应力应变曲线特性,给出了实心圆轴扭转实验中变形率d、相对旋率Ω和广义Jaumann导数的具体形式.然后以应力的广义Jaumann导数作为客观导数,应用等向强化J2流动塑性理论,建立了由扭转实验的Υ-γ曲线标定的大变形本构关系形式.结果表明,对应广义Jaumann应力导数的扭转大变形本构关系与对应Jaumann应力导数的本构关系形式相同.     

钢筋混凝土弹塑性损伤本构模型

钢筋混凝土在加载过程中内部应力应变是不均匀的,因而很难通过试验直接得出本构关系.为了避开非均匀性对研究本构关系带来的困难,通过钢筋混凝土的载荷变形关系,提出了钢筋混凝土弹塑性损伤本构模型.该模型假设钢筋混凝土的力学行为由两部分组成,一是由微裂纹形成的损伤行为,它具有零屈服强度的刚性完全塑性本构关系;二是基体行为,服从不包括软化的弹塑性本构关系.在加载过程中,变形的增加使前一种行为转化为后一种行为.模型包括4个阶段:线弹性阶段、混凝土为主体的弹塑性阶段、钢筋为主体的弹塑性阶段和应变软化阶段.模型反映了损伤引起了钢筋混凝土应变软化、剪切刚度降低和诱致各向异性.采用Willam-Wanke塑性本构描述混凝土的非线性行为,其参数标定通过Hsu的软化桁架理论以及VecchioCollins的修正压应力理论进行,考虑了钢筋混凝土中钢筋与混凝土之间的相互作用.运用此模型分析钢筋混凝土梁的载荷-挠度关系,并与实验结果相比较,验证了模型的正确性.     

粘土数值建模方法与Duncan模型的对比研究

以塑性体应变与塑性剪应变之间的相互作用原理为指导,对粘土本构关系的数值建模方法进行了研究。采用包含应力路径函数的两个本构泛函作为模型基本框架,可以反映出应力路径相关性。应力应变增量关系的表达式包含两个偏导数的交叉项,用于反映塑性体应变与塑性剪应变的相互作用。利用三轴试验结果建立了粘土的弹塑性本构模型,该模型能够反映出土的三大基本力学特性:压硬性、剪胀性和应力路径相关性。通过可视化,分别给出在整个应力场中剪切和体积的三维变形曲面。此外,从模型的理论基础、基本框架和预测结果等方面与Duncan模型进行对比,显示出数值建模方法优于传统方法。     

基于变形率标架旋率的大变形本构关系

选用扭转实验标定大变形弹塑性本构关系,讨论在实心圆轴扭转实验中,变形率标架旋率Ωd的具体形式.以应力相对于变形率标架旋率Ωd的导数tobj0[Ωd]作为客观导数,应用各向同性硬化的J2流动塑性理论,建立由扭转实验的τ-γ曲线标定的大变形本构关系形式.所得结果与由Jaumann客观应力导数给出的结果相同,从而说明用扭转实验标定大变形本构关系时,本构形式相对稳定.     

冲压成形过程的弹粘塑性有限元数值模拟

应用单轴应力状态下的弹粘塑性本构关系和J2 流动理论及等向强化准则建立起适用于多轴应力状态的普遍的弹粘塑性本构关系 ,并将其引入增率型虚功率原理建立了弹粘塑性有限元列式。用基于该组列式编制的大变形有限元程序对单拉过程和方盒件深拉延成形过程进行了数值模拟 ,并与单拉实验结果进行了比较。数值模拟结果表明 :本文建立的弹粘塑性材料的本构关系是有效的 ,同时说明根据增率型虚功率原理建立的弹粘塑性有限元列式可以有效地对弹粘塑性变形过程进行数值模拟。     

两种约束圆轴扭转实验确定大应变本构关系

针对大应变本构关系的参数标定问题,采用实心圆轴扭转实验进行了研究.分别对一端自由实心圆轴和两端固定实心圆轴的大应变扭转变形和扭转应力进行了分析.对于大应变等向强化弹塑性本构模型,基于Kirchhoff应力的Jau-mann应力导数,采用实心圆轴扭转实验标定了弹塑性本构模型中的塑性刚度函数.对一端自由实心圆轴扭转实验,讨论了轴向伸长变形和径向变形对塑性刚度函数的影响.对于两端固定实心圆轴扭转实验,讨论了轴向正应力对塑性刚度函数的影响.结果表明,实心圆轴扭转时的Swift效应对大应变本构关系有影响,影响程度与轴向和径向变形及轴向正应力相对于剪应变的变化率有关.     

材料参数对金属三维塑压过程变形行为影响的数值研究

根据一种新的本构关系,导出了基于这种本构关系的刚粘塑性有限元公式,并对三维塑压过程变形行为进行数值模拟。研究了材料硬化指数n和速率敏感性指数m对三维塑压过程变形行为的影响。     

塑性力学变形理论的相似非耦联变分原理和广义变分原理

引入了相似非耦联方程的概念，应用加权余量法建立了塑性力学变形理论的相似非耦联势能和余能原理，应用拉氏乘子法于该势能原理和余能原理。建立了广义相似非耦联势能原理和余能原理，并应用该余能原理于相似非耦联的三角形桁架的计算。     

土体有限变形理论的弹性本构关系之辨析

根据有限变形理论，针对土体变形的运动描述形式不同，帷有不同类型的应力，应变定义及其相应的本构关系构成形式，考虑到固结理论耦合分析对本构关系的要求，讨论了将土体视为弹性或非线性弹性条件下本构关系的客观性与适用性。