基于蠕变损伤理论的热力钢管寿命诊断方法

本论述了连续损伤力学的基末概念和理论．并基于它而建立了崭新的蠕变损伤本构理论，并结合当前现有的蠕变连续损伤模型．对发生蠕变损伤的热力钢管类结构的有效使用寿命．作出更加符合运行工况条件的诊断或预测。     

双τ^2强度理论及其推广

在双τ￣２屈服准则的基础上。提出了考虑静水应力影响的广义双τ￣２强度理论，广义双τ￣２强度理论与一些材料的实验结果是符合的     

沥青混合料损伤蠕变模型试验研究

在三元件黏弹性模型基础上耦合一个连续性损伤因子,构建一个能够描述沥青混合料三阶段蠕变全过程的损伤蠕变模型。综合考虑黏弹性特性与损伤机制,推导了该模型的本构方程,分析了沥青混合料的蠕变特性。通过沥青混合料在不同应力水平下的单轴压缩蠕变实验,编制非线性拟合程序,得到模型参数和损伤演化曲线。将不同应力条件下模型预测值与实验结果进行对比,结果表明,该模型能准确反映不同应力水平下沥青混合料蠕变过程三个阶段的特征和进入破坏阶段的临界时间。     

基于统一强度理论和稳定蠕变准则的软岩巷道最优支护

巷道最优支护可以实现新奥法安全经济的最佳支护状态,本文根据软岩流变控制原则和统一强度理论,合理考虑中间主应力与强度准则选取的影响,推导两种稳定蠕变准则下巷道最优支护力和围岩允许最大位移的理论解答,给出公式适用条件、应用步骤,并进行两个工程实例验证,分析中间主应力、岩石长期强度以及围岩抗剪强度参数等对巷道最优支护力与围岩允许最大位移的影响规律。研究结果表明：本文理论解答可退化为文献已有结果,具有较好的可比性;所得公式表达简洁、参数易于确定,具有良好的工程应用前景;两种稳定蠕变准则的巷道最优支护参数的变化规律一致且整体差异较小,但应力偏张量第三不变量准则相应解答的适用范围更广;中间主应力效应和强度准则选取对巷道最优支护参数的影响显著,Mohr-Coulomb准则的结果过于保守,难以发挥围岩的强度潜力;岩石长期强度是巷道最优支护设计的关键参数,围岩黏聚力相比内摩擦角对巷道最优支护参数的影响更为明显,应充分考虑岩石强度参数的变异性。所得结果可为软岩巷道的最优支护设计与施工提供理论指导和建议。     

基于Hsich-Ting-Chen混凝土强度准则的可靠度判据研究

视混凝土强度参数为随机变量,以Hsich-Ting-Chen强度准则作为混凝土单元失效的极限状态函数,用验算点法计算出单元屈服的可靠指标和相应的失效概率,建立了单元屈服的可靠度判据.通过算例分析了混凝土强度参数均值与变异系数对屈服准则判别结果的影响.结果表明,当变异系数较大时,对单元失效概率的影响显著.     

耐热钢蠕变损伤力学模型研究

在理论推证和试验的基础上,建立了一种崭新的蠕变损伤强度理论,引入了一个新的强度指标,即材料的极限有效损伤应力强度。实验证明它较之传统强度理论中的屈服极限或强度极限更具有合理性,实验测定结果的稳定性更好。因此,依据该强度理论,可对发生蠕变损伤的耐热钢构件或耐热钢结构的有效使用寿命,作出更加合理的估计。     

含水泥岩蠕变损伤特性试验研究

采用流变损伤力学理论分析与试验研究相结合的方法研究泥岩的力学特性,通过建立煤矿采动过程中泥岩蠕变损伤演化方程,根据泥岩的蠕变损伤试验分析不同含水量的泥岩的蠕变变化规律及影响因素。结果表明,泥岩的蠕变过程是硬化与软化相互作用的过程,在外力扰动作用下会发生能量耗散现象,削弱了泥岩的承载能力;在保持围压不变的条件下,随着含水量的增加,泥岩内部的黏土矿物吸水后强度和黏聚力迅速降低,表现出强烈的流变特性,其蠕变挤压应力和蠕变应变也随之增加;随着加载时间的增加,不同浸泡时间的泥岩峰值蠕变挤压应力和峰值蠕变应变有趋向一致的趋势;在相同含水量的条件下,随着围压的增加泥岩的蠕变应变挤压应力也呈现出递增的趋势。     

基于连续损伤力学理论的陶瓷材料蠕变寿命预测模型

基于连续介质损伤理论,在Mises增量本构关系中引入了拉压蠕变变形不对称因子,从耦合演化方程推出了稳态蠕变状态下陶瓷材料为的临界累积应变失效准则和修正型的M－G蠕变寿命表达式,并用蠕变实验数据对寿命模型进行了验证。     

混凝土疲劳损伤的强度和刚度衰减试验研究

首先进行了混凝土在单级和两级等幅轴压重复应力作用下的高周疲劳试验;其次,根据混凝土疲劳损伤发展的三阶段普遍规律,从工程实际应用出发,定义了单有和两级等幅疲劳剩余静载极限强度和刚度衰减率的表达式;然后由试验数据得到了相应加载等级剩余静载极限强度和刚度衰减率的经验公式;最后将上述公式推广混凝土的多级等幅疲劳加载。     

应力圆在强度理论中的应用

用应力圆对四种常用强度理论进行分析讨论.在应力圆上分别对断裂准则、屈服准则进行统一表征,从而得到断裂标尺和屈服标尺.根据破坏准则所确定的特征应力圆,得到应力圆的取值域.     

岩石非线性蠕变损伤模型研究

对岩石蠕变3个阶段各自的力学状态特征进行分析,认为岩石处于衰减和稳态蠕变阶段时存在非线性硬化现象,此时可以认为岩石内部不产生损伤或者是损伤程度十分微小可以忽略不计;当岩石处于加速蠕变阶段时,岩石内部的损伤不断产生并加剧,呈现出较为明显的非线性特征;将一个非线性硬化函数和损伤演化方程引入到Maxwell蠕变模型中去,使其可以较好地描述蠕变的3个阶段.对向家坝水电站右岸地下厂房工程区的砂岩进行了三轴蠕变力学试验,依据典型的岩石全程蠕变试验曲线数据,对所提出的岩石非线性蠕变损伤模型进行了辨识,辨识的蠕变模型和试验结果具有较好的一致性.     

基于长期强度的节理岩体洞室蠕变特性研究

为了进一步探究节理岩体蠕变特性,摆脱传统意义上从宏观弹塑或粘弹塑本构的角度分析岩体流变特性的方法,将细观单元视为弹脆性的本构关系,采用考虑岩石长期强度的岩石破裂过程分析系统,通过对不同工况下的节理岩体洞室数值模拟,得到了节理间距和节理夹角对围岩蠕变特性及其破坏特征的影响规律。结果表明：节理岩体洞室围岩的蠕变量随着节理面间距的增大而减小;当节理面的水平夹角小于45°时,节理岩体洞室围岩蠕变量随着节理面夹角的增大而增大,但当节理面倾角大于45°时,蠕变量反而随着节理面倾角的增大而减小,当节理面倾角等于45°时,围岩出现大量破坏,并表现出加速蠕变的特征。     

有效应力强度指标与总应力强度指标之间的换算关系

通过理论分析,建立有效应力强度指标和总应力强度指标之间的换算关系,并编制了两强度指标之间的实用换算系数表。     

钢疲劳与循环蠕变交互作用损伤力学模型

为了对疲劳与循环蠕变交互作用下的损伤进行定量描述，采用一种新的损伤参量“等效模量”来定义损伤变量，提出了一种损伤力学模型，该模型能够综合体现最大应力和温度的影响.通过16MnR钢在中温应力控制条件下的脉动循环试验，测出在相同温度、不同最大应力以及相同最大应力、不同温度下的损伤变量变化规律.在适当假设的基础上，得到16MnR钢在不同最大应力、不同温度下的疲劳与循环蠕变交互作用的损伤表达式.结果表明，该损伤参量及损伤模型适用于描述在疲劳与循环蠕变交互作用下的损伤进程.     

强度理论的新发展——谈平方主剪应力强度理论

本文扼要介绍了一种新的强度理论——平方主剪应力强度理论的内容,说明其在强度理论方面的创新意义,进一步补充了该理论和实验资料的对照,以及通过计算实例和第三、第四强度理论、双剪应力强度理论进行比较,提出了进一步研究的问题。     

含水炭质板岩非线性蠕变损伤模型及应用

对深埋隧道炭质板岩进行高围压不同含水状态三轴蠕变试验.蠕变过程中,随着加载应力水平提高及含水量的增加,炭质板岩产生衰减、稳态及加速蠕变3阶段.将Burgers模型串联一个由非线性黏壶η(n,t)与塑性体并联而成的非线性粘塑性元件,改进后的模型可描述加速蠕变曲线.由该模型建立本构方程,拟合分析不同含水状态炭质板岩的蠕变参数,结果显示粘滞系数ηM、瞬时变形模量EM、粘弹性变形模量EK、粘弹性粘滞系数ηK随含水率增加呈指数形式递减,但递减规律并不相同.引入含水损伤变量D(w),计算得到各蠕变参数指数型含水损伤演化方程,进而建立了考虑含水损伤的非线性蠕变模型,可充分反映不同含水状态对炭质板岩的蠕变损伤特性.建立数值模型,计算不同含水状态隧道围岩时效变形规律,结果显示初期支护体系于168 h左右闭合能有效限制围岩蠕变变形发展,二衬宜于初期支护闭合后360 h左右施作.     

混凝土三向应力破坏的强度计算准则

本文用椭圆抛物面作为混凝土三向应力时的强度破坏面。该曲面能较好地描述和解释混凝土的数学力学特性。这一强度准则的应用仅需要两个或三个混凝土强度值,即抗压强度、抗拉强度和二向等值抗压强度;在二向等值抗压强度缺乏实验资料时也可不用。本方法的计算结果和混凝土二向、三向应力的实验研究数据符合得相当好。     

火电厂耐热钢的非线性局部化蠕变损伤研究

针对火电厂中蒸汽管道与汽包一类承压部件常用耐热钢材，在经历长时间高温高压作用后，处于蠕应变Ⅲ阶段过程时，发生非线性局部化（大变形）蠕变损伤问题，给出损伤本构描述，提出非线性局部化蠕变损伤本构模型及其数值变分原理与有限元离散化形式，从而形成另一种弹塑性蠕变损伤理论与数值变分新方法。     

混凝土疲劳损伤试验中试件初始极限强度的推测方法

针对混凝土疲劳损伤试验及其结果分析的需要，提出了基于疲劳损伤测试的混凝土试件强度确定的洄溯测算法。首先，通过对混凝土常规疲劳试验结果的分析，定量地揭示了试件初始极限强度离散性疲劳寿命很在影响的特点，并进一步通过试验验证了混凝土疲劳变形的三阶段规律，在此基础上，提出了混凝土试件强度确定的洄溯测算法，它包括试件疲劳损伤测试，实际疲劳寿命推算和试件强度确定三部分。最后，本文提出的洄溯测算法确定混凝土试件