软化与硬化特性转化的岩石损伤统计本构模型之研究

首先将在应力作用下的岩石材料抽象为破坏与未破坏两部分,并根据这两部分不同的受力情况,通过引进岩石材料屈服或破坏的能量原理,建立岩石损伤模型;其次,利用统计损伤理论,建立能够反映岩石破裂全过程的统计损伤演化方程,进而建立特定围压下的岩石损伤统计本构模型;最后,通过探讨模型参数与围压的经验关系,对模型进行合理修正,从而建立出反映不同围压条件下的岩石破裂全过程的统一三维损伤统计本构模型。该模型参数少,便于工程应用,尤其是它能够反映岩石软化与硬化特性随围压变化而相互转化的特征,与试验结果进行比较分析表明,该模型与实测结果吻合良好。     

一种修正的混凝土弹性损伤本构模型及其应用

混凝土弹性损伤本构模型的模型参数少、标定简单、计算效率较高,适于工程应用。Faria和Oliver等人所提出的混凝土损伤模型,体现了混凝土弹性损伤本构模型的上述优点,但原模型对反复荷载作用下混凝土刚度恢复效应描述欠佳。针对此不足,该文做了修正。并以ABAQUS为平台编制了材料模型子程序UMAT。应用修正的模型对几个典型...     

车轮应变疲劳性能及损伤演变规律研究

试验分析了Φ９１５喂线车轮的低周疲劳性能，测定了循环稳定和单调拉伸应力－应变曲线，给出了应变－寿命及应力－寿命关系，讨论了循环软化循环硬化特性，导出应变疲劳损伤演变方程和寿命估算方程，还列表给出车轮钢的全部应变疲劳参数和与之对应的静态参数，可供设计选材、寿命估算时使用。     

Understanding low cycle fatigue and creep–fatigue interaction behavior of 316 L(N) stainless steel weld joint

The aim of this work is to study the time dependent effects on the low cycle fatigue (LCF) behavior of 316 L(N) stainless steel weld joint. Influence of strain rate, temperature, strain range, hold time and hold duration on fatigue life is evaluated. Occurrence of dynamic strain aging, creep damage, overall distribution of damage across the weld joint and the role of microstructure on the failure mode and failure location of the weld joint is discussed as a function of test parameters.     

基于不同强化模型的GTN损伤模型及其在板料回弹有限元分析中的应用

为了进一步提高板料成形中的回弹预测精度,分别建立了基于Ziegler 线性随动强化模型、Lemaitre-Chaboche 非线性随动强化以及非线性混合强化模型的Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)细观损伤本构模型,并给出有限元数值积分方法。通过用户自定义材料子程序VUMAT 将损伤模型嵌入到有限元软件ABAQUS 中,以NUMISHEET’93 板料U 型弯曲考题为例,应用显隐相结合的方法模拟分析了不同材料强化模型和损伤对板料回弹量的影响。结果表明:在相同GTN 损伤模型情况下,线性随动和非线性随动强化模型预测得到的板料回弹量较小,等向强化预测的板料回弹量偏大,非线性混合强化预测的板料回弹量介于它们之间。材料模型在考虑损伤因素后,预测的回弹严重程度比无损伤情况时略小,与实验值更相近。     

INFLUENCE OF PARTICLE SIZE AND VOLUME FRACTION ON DAMAGE AND FRACTURE IN Al–Al3 Ti COMPOSITES AND MICROMECHANICAL MODELLING USING THE GTN MODEL

Six different Al–Al₃ Ti composites were prepared via the powder metallurgy route. The size and volume fraction of Al₃ Ti particles was varied for a systematic investigation of fracture behaviour. The dominant failure mechanism in the composites is particle fracture and void growth starting from the broken particles. In comparison with the pure Al–matrix, an incorporation of Al₃ Ti particles reduces the crack initiation toughness and reduces the slope of the crack growth resistance curve. The inter-particle distance was found to be the main microstructural parameter controlling the slope of the crack growth resistance curve. The modified Gurson–Tvergaard–Needleman model (GTN model) was applied to one of the composites. The behaviour of tensile specimens could be successfully modelled, whereas the experimentally observed crack propagation in precracked single edge bend specimens [SE(B)] could not be simulated with the GTN model.     

介质非均匀性对加卸载响应比峰值异常特征时间影响的数值研究

加卸载响应比方法为非均匀脆性介质的灾变预测提供了新的思路,该方法用加载与卸载响应的差别来定量刻画介质的损伤演化过程。已有的岩石实验研究和地震震例研究,发现在岩石破裂或者地震发生之前,加卸载响应比都会出现异常明显的升高及回落,表明加卸载响应比峰值异常具有良好的灾变前兆意义。震例研究中发现,加卸载响应比峰值异常特征时间呈现...     

A SPACE–TIME FINITE ELEMENT MODEL TO STUDY THE INFLUENCE OF INTERFACIAL KINETICS AND DIFFUSION ON CRYSTALLIZATION KINETICS

We present a space–time finite element formulation to study the cooperative growth of adjacent needle-like crystals in a two-dimensional, binary melt. It is assumed that the system is isothermal and that the compositions of the melt and the crystals are different. The growth rate of the crystals is taken to be a function of the melt composition in front of the growing crystals, and the composition of the melt as a function of space and time is determined by the diffusion equation. The positions of the growth fronts of each crystal are tracked. Good agreement is found between the numerical solution of an approximated one-dimensional problem and an analytical solution. Numerical results of the simulation of the growth of isolated and adjacent crystals are presented. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

用层次分析法确定工业设计评价指标、要素的权值模型研究

应用层次分析法,对工业设计评价模型进行综合评判,确定其工业设计评价指标,要素的相对权质和综合权值大小。     

陶瓷复合装甲粘结层效应和抗多发打击性能的数值模拟研究

粘结层性能对陶瓷复合装甲抗多发打击性能有重要影响。建立了研究粘结层和多发打击的数值模拟方法,解决了传统方法不能模拟“脱粘”和多发打击的问题。基于文献弹道试验,研究了环氧树脂和聚氨酯两种粘结层材料及其厚度对陶瓷/铝合金复合装甲抗7.62mm 穿甲弹单发和两发打击性能的影响。结果表明:单发打击的数值模拟可不建粘结层,而多发打击应采用建粘结层的方法;抗单发打击时,粘结层越薄,极限速度越大;抗多发打击时,陶瓷复合装甲应采用聚氨酯粘结层,且其抗两发打击的较优厚度约为0.40mm。     

深部复合地层管片衬砌与可压缩层联合支护技术研究

深埋盾构隧道所受围岩压力主要为围岩挤压型大变形产生的形变压力,其主要特点是变形持续时间长且具有重复性,支护完成后围岩压力仍将持续增大,企图通过增加支护刚度来抑制围岩变形是不现实的,采用让压支护是解决问题的一个方向。同时,深部围岩赋存条件复杂,岩体结构复杂多变,盾构隧道穿越复合地层不可避免。以国内两座大埋深盾构煤矿斜井为背景,采用相似模型试验和有限元数值计算手段,对比分析不同复合地层条件下管片衬砌+可压缩层联合支护时管片衬砌的力学性能。研究结果表明：在模型正确建立且参数取值合理的前提下,有限元数值计算结果可以和相似模型试验结果很好的吻合。均一地层条件下可压缩层可使管片最大弯矩减小12.5%~19.9%,最大轴力减小14.2%。复合地层使管片弯矩量值和分布均产生明显变化,但对管片轴力的影响则不明显,管片弯矩对复合地层抗力更为敏感,而轴力对复合地层抗力不敏感。有可压缩层情况下,复合地层中管片内力分布更加均匀,轴力的变化不明显。复合地层相对厚度对管片最大正弯矩的影响较为稳定,对管片最大负弯矩影响显著,使其产生位置偏向相对较软一侧的地层,且相对厚度越大偏移越明显。\     

结构密集模态二分之一阶亚谐共振与线性模型失效问题研究

通过对一个两自由度密频近线性系统１／２阶亚谐共振响应分析,研究了密集模态间弱非线性耦合作用在副共振中的表现形式,如典型的Ｈｏｐｆ分叉导致的概周期响应等,着重考察了线性模型失效途径。