金属大应变非局部非弹性损伤本构关系的探讨

以Ｐｒａｎｄｔｌ－Ｒｅｕｓｓ小变形塑性流动理论和Ｃｒｓｏｎ塑性理论为基础，引入塑性体积模量和空穴体积率作为内变量，利用非中理论、弹塑性有限变形理论和空穴形理论推导了金属大应变的非中非弹性损伤本构关系，分别从宏观和微观角度对本构关系进行了理论分析。     

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。     

关于受内约束超弹性物质的响应函数

提出了一种直接根据正规化条件正规化受内约束超弹性物质的响应函数的一般方法。形式上就是贮能函数φ的Dtφ代替其Gateaux导数。如果使用共轭的应力和应变量就相当于用贮能函数的协变导数代替Gateaux导数。其本质是这两种情况的正规化条件不同。使用正规化响应函数的优点之一是,如果其线性化也使用协变导数,则得到的受内约束超弹性物质的线性化响应函数其线性化反作用应力对线性化应变将不做功,从而使线性化的受内约束超弹性物质也满足关于反作用应力不做变形功率的假设。     

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 ,具有不同类型的应力、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     

超弹性体的一个率型本构关系

利用张量函数求梯度的定义，文中导出了各同性超弹性体的率型本构表达形式；作为实例，将其应用于Ｍｏｏｎｅｙ－Ｒｉｖｌｉｎ型的一类橡胶材料。本文是文献［２］的继续和发展。     

基于一种改进本构模型的橡胶超弹性温度相关性研究

不同温度下不同炭黑填充比橡胶的超弹性力学行为的实验发现,炭黑填充橡胶的超弹性力学行为存在着温度相关性。与未填充天然橡胶相比,炭黑填充橡胶的应力应变曲线随温度的变化表现出更加复杂的力学特征。即填充橡胶的整体模量随温度先下降,在到达一定温度后再上升,并且不同填充比橡胶的超弹性温度相关性是不同的。利用改进的八链模型对不同炭黑填充比橡胶的超弹性温度相关性进行表征,改进八链模型可以较准确表征在一定变形范围内橡胶的温度相关性超弹性力学行为。对橡胶不同温度下的改进模型材料参数进行了讨论,结果发现材料参数有明显的温度相关性,其随温度的变化规律大致呈二次函数变化。     

人工椎间盘的超弹性变形分析

为了分析人工生物材料的基本性能,并了解人工生物材料在人体环境中的实际工作状态,建立了人工椎间盘的平面应变超弹性力学模型,包括上下骨板、外环和中间核3部分;研究了在拉、压、剪切作用下人工椎间盘的超弹性变形和应力-应变关系.研究结果表明,超弹性力学模型能很好地模拟人工椎间盘的非线性载荷-位移曲线和应力-位移曲线.     

不可压各向同性超弹性物质的响应函数

本文假设不可压各向性超弹性物质的单位体积贮能函数σ^是Cauchy-Green伸长张量的三个特征值λ1，λ2和λ3的函数＝1．根据超弹性物质的定义，证明只有引入某种条件如正规化条件，才能得到不可压各向同性超弹性性物质的响应函数。由于正规化条件更为合理，因此，文献中的有关响应函数的表达式就是不正确的。本文还以一个例子说明本文提出的分析方法导出的响应函数的表达式与Chen,Xiao与Fu^[1]中的推导方法导出的结果一样，这也进一步说明[1]中所得到的结果是合理的。在本文中还讨论了橡胶的贮能函数，发现不可能通过实验来验证正规化条件的合理性。     

散煤的大变形应力应变关系试验研究

为了得到散煤的本构关系,设计了散煤在侧限条件下的大尺寸轴向压缩试验以测定其在轴向分级受压时的应力应变关系,应力和应变的度量分别采用Cauchy应力和对数应变.分析了燃煤的本构关系特点,整理得出:体积应力的对数和体积应变之间近似呈线性关系,偏应力的对数与偏应变之间也近似呈线性关系,此关系符合多孔介质弹性理论中所指出的材料的应力应变关系.基于多孔介质弹性本构模型,通过线性回归分析得到了散煤的体积模量和剪切模量的一般表达式.     

表层干砂的本构关系

在对表层干砂进行三轴试验研究的基础上，提出了表层干砂的应力－应变关系的数学模型，即非线性弹性Ｋ－Ｇ模型。它较好的描述了表层干砂的力学特性，为车辆行走机构与表层干砂地面相互作用关系的研究提供了理论基础     

生物软组织的正交各向异性超弹性材料模型及数值模拟

建立了正交各向异性超弹性材料的本构方程来描述生物软组织的大变形过程,应用超弹性有限元方法对生物组织实验进行了数值模拟.通过计算结果与实验结果的对比可知与实验结果拟合较好,说明这种超弹性材料模型能够描述生物软组织的超弹性、大变形行为.     

改造加气混凝土墙竖向承载力分析

通过有限元软件ANSYS分析单片墙体的竖向承载力,并在高度和构造上进行改变,分析研究墙体的竖向承载力.结合单片墙体的破坏模式,提出改造墙体的构造措施,分别给墙体增设构造柱和配筋带.结果表明,一定的构造措施能够明显的提高竖向承载力.     

钢筋混凝土三维非线性有限元分析的复合式模型

本文简要介绍了钢筋混凝土有限元传统模型,提出了三维钢筋混凝土结构非线性有限元分析复合式模型．该模型用不同方法处理计算钢筋混凝土拉区和压区：拉区钢筋采用杆件单元模型,压区钢筋混凝土则采用整体式模型．同时,引人了混凝土非线性本构关系和多轴强度准则．该模型可以适用于大型复杂钢筋混凝土结构的三维非线性有限元分析,并可以进一步实现应力应变全过程、混凝土裂缝等分析,且使用方便．所附算例表明,使用该模型能较好符合试验结果．     

沥青混合料粘弹塑性本构关系及大变形有限元分析一般理论

应用Perzyna’s理论和Mises屈服准则建立沥青混合料粘弹塑性本构方程,并扩展到三维方程;应用Newton-Raphson迭代程序的逐步积分方法,获得了小变形粘弹塑性本构理论增量形式和有限元数值方程。基于小变形本构理论,把其应力应变、应力偏量和等效应力分别改用Cauchy应力的Jaumann导数、变形率、应力偏量和等效应力,推导出大变形粘弹塑性增量形式的本构方程和数值方程,建立了沥青混合料粘弹塑性理论体系。     

一种非线性应力应变关系表达式及应用

把一般非线性应力应变关系分成线性部分和偏离这部分的非线性部分，前者用线性关系式即虎克定律描述，后者用幂次关系式描述作为前者的修正。此表达式避免了加载瞬时模量为无穷大，更符合实际。讨论了表达式中参数的确定，并应用于软土非线性流本构关系中。     

血管锥缩对动脉血流动力学特性的影响

本文运用非标准Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元方法，对动脉血管几何锥缩的血流动力学特性影响进行了计算机模拟研究．     

灰关联与混合模型相结合在大坝变形中的应用

在大坝变形监测分析中采用灰关联分析法与混合模型相结合的方法,利用有限元法与实测值进行优化拟合而建立模型,从混合模型的分析结果可以看出,大坝时效位移虽有增加,但增加量在逐年减小.因此,水平位移的变化规律总体上正常.