20钢动态力学性能及本构模型的建立

为研究20钢大应变高速冷滚打成形的流动规律,进行20钢常温准静态压缩实验和应变率为2 000~4 000 s-1、温度为100~400℃时的动态压缩实验,分析动态力学性能和应变率及温度对流动应力的影响,建立20钢JC模型。并依据实验数据进行JC模型的修正。运用标准的统计参数方法,进行修正JC模型、标准JC模型及实验结果的对比分析。结果表明,修正的JC模型更能准确地描述20钢流动应力与应变,应变率和温度的关系。     

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。     

三轴受压状态混凝土当量损伤本构模型

本文根据Ｈ－Ｔ－Ｃｈｅｎ的多轴受压状态下的破坏准则,引用了混凝土损伤力学的概念,提出了在多轴受压状态下的当量损伤模型。可以模拟混凝土在多轴受压状态下的应力应变关系,得到等效单轴受压的应力应变全过程曲线,并且可求得在不同侧压力情况下混凝土的极限抗压强度。本模型不仅可模拟混凝土多轴受力的应力应变过程,并为拱坝非线性全过程分析了依据。     

纳米硅水泥土弹塑性本构模型研究

在试验的基础上,以塑性理论为指导,假定偏平面上纳米硅水泥土的拉压力屈服点以椭圆线相连,建立了纳米硅水泥土的屈服准则;采用相关联的流动法则,假定塑性功硬化规则,推导出纳米硅水泥土材料的弹塑性本构关系;用推导出的公式可以计算出纳米硅水泥土的多轴强度理论值.结果表明,在不同静水压力下,纳米硅水泥土的包络线可区分为直线型和抛物线型;直线型偏平面在不同静水压力下,包络线以相似的形状向外扩张;而抛物线型偏平面由椭圆形向圆形过渡,曲线在各应力主轴上的迹点变得越来越光滑.同时给出了弹塑性本构方程中硬化模量的一般形式,结合试验资料,可方便地求出硬化模量,从而计算出纳米硅水泥土在不同应力水平下的应变值.     

水泥复合土本构模型的试验研究

水泥土属于新型的建筑材料,具有良好的工程特性,因此关于水泥土的研究近几年得到了长足的发展。但关于其本构关系模型的研究,由于土的复杂性及不可重复性,想要建立一个各种土体通用的模型是不可能的,因此寻求一个具有针对性的模型显得更具实际意义。笔者针对以内蒙古河套地区特有的粉质粘土配制的水泥土,结合大量室内试验,建立了在单轴受压状态下符合其特点的本构关系模型。     

考虑附加强化效应的多轴稳态循环塑性本构模型

已有试验结果表明,非比例循环加载下应变主轴连续旋转,导致多滑移系开动,阻碍材料内部形成稳定的位错结构,使非比例加载下的应力-应变曲线高于比例加载下的应力-应变曲线,从而产生非比例附加强化现象.由此,从应力空间表述的塑性增量本构模型一般形式出发,建立一个能够反映非比例附加强化效应的稳态循环塑性本构模型.在Armstrong-Frederick模型背应力演化方程的基础上,新模型通过引入非比例度因子和附加强化系数,构建了一个新的背应力演化方程.然后,通过一致性条件建立塑性模量方程与背应力之间的关系.同时,利用最小法向应变范围,提出一种计算非比例度因子的新方法,并针对一般的多轴加载情形,明确最小法向应变范围的计算步骤.新模型从加载路径和材料本身两个方面来考虑非比例附加强化效应的影响,克服Armstrong-Frederick模型中材料常数确定方法繁琐,且通过单轴疲劳试验数据确定的材料常数不能很好地反映材料非比例附加强化现象的不足.应用新模型时,仅仅需要3个独立的常规力学参量和2个疲劳参数,便于工程应用.利用多种多轴加载路径下S460N钢和304不锈钢的试验结果对模型进行验证,预测结果与试验结果吻合良好.     

受剪应力影响的CFRP-钢界面蠕变本构模型

为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)-钢界面胶粘剂的蠕变特性,开展不同拉伸荷载作用下CFRP-钢双剪试件的长期加载试验,分析CFRP应变分布规律及其随加载时间变化特点.基于Burgers模型特性及胶层剪应变随时间变化规律给出了模型中各参数的求解方法.根据试验数据拟合得到了Burgers模型和Findley幂律方程中各参...     

砂土的应力路径损伤本构模型

在工程荷栽范围内,不计砂土骨架颗粒的变形,骨架的变形实际是颗粒接触面变形的总和.骨架的变形主要受土颗粒之间的联结方式控制,论文将土颗粒之间的联结方式分为完善联结和滑动联结.在弹性变形阶段,颗粒之间的联结为完善联结,随剪应力的增大,骨架中一部分完善联结逐渐变成滑动联结,这种转变即为损伤的演化.骨架的损伤和破坏遵循Mohr-Coulomb准则,在p-q平面中以应力点到初始损伤线和破坏线的相对距离表示损伤比,论文给出了一种描述骨架损伤和计算损伤演化的方法,进而提出了一种描述砂土变形行为的损伤本构模型.模型中的参数可根据常规三轴剪切和等应力比固结两种应力路径试验确定,模型的形式简单,可适用于复杂的应力路径情况.对试验结果的拟合表明该模型能较好地反映砂土的主要变形特征--非线性、弹塑性和剪胀性.     

中碳钢热拉伸流变应力本构模型

为了进一步研究温度和应变速率对固体金属材料的粘性性质及其流变力学特性的影响,在建立20号钢的高温流变应力模型的基础上又对35号、45号碳素钢在温度为450～550℃和等应变速率（0．05～0．2／s）范围内进行了一系列恒温恒应变速率实验,并比较分析了Perzyna模型和Johnson—Cook模型的优缺点,在此基础上提出了一种修正模型,建立了35号钢和45号钢的高温流变应力本构关系,并将模型计算结果与实验结果进行了比较,证实了该模型能更好地描述中碳钢的温度效应和应变率效应．     

Hardfill筑坝材料应力—应变特性与本构模型研究

胶凝砂砾石（Hardfill）材料是用少量胶凝材料将砂砾料固结得到的一种低强度筑坝新材料。通过对材料试验资料的分析,获得Hardfill材料应力—应变关系的特点为：表现出较典型的弹塑性材料应力—应变特征;在低应力水平表现为线弹性性质,当应力达到峰值强度的60%～80%后逐步进入弹塑性阶段,直至达到峰值强度;其后,应力随...     

形状记忆合金本构模型的研究进展

为了进一步推动形状记忆合金本构模型的发展与工程应用,综述了形状记忆合金本构模型的发展状况;对具有一定影响的模型的理论基础、应用范围及优缺点等进行了分析和比较;并介绍了作者提出的计算完全约束下回复力的本构模型;指出了目前在本构模型研究中应考虑的因素和拟解决的一些关键问题,在主、被动控制尤其是在主动控制中,建立全面系统的相变运动方程及应力一应变一温度本构模型是十分重要的.     

单轴状态下混凝土的静力,动力损伤本构模型

根据混凝土损伤理论及混凝土在单轴拉（压）状态下的变形与损伤特性的结果,提出了混凝土在单向受力状态下的静力与动力损伤本构模型。经验证,文中提出了的弹塑性本构模型能较好地反映混凝土在单轴状态下的损伤演化规律。     

船用907A钢的动态力学性能和本构关系

为了得到船用907A钢的动态力学性能及本构关系,运用静态试验机及分离式Hopkinson压杆加载装置,在应变率为0.000 33~2 680 s-1范围内得到了准静态拉伸及动态压缩条件下的应力应变曲线,对比了Cowper-Symonds模型和Johnson-Cook模型,并基于CS模型对应变硬化效应进行了修正。结果表明,船用907A钢具有明显的应变率强化效应和非线性应变硬化效应;CS模型比JC模型更能准确描述其应变率强化效应。     

高面板坝堆石流变本构模型探讨

堆石的流变变形是产生坝体后期变形的主要原因。围绕堆石流变的变形机理及常用的几种本构模型,讨论了三参数流变模型、七参数流变模型及九参数流变模型中流变量与时间的关系;分析了指数模型中时间相关参数与应力状态的关系。探讨了体积流变与剪切流变衰减系数的区别与室内试验结果的缩尺效应。     

改进的混凝土弹塑性损伤本构

针对现有的混凝土弹塑性损伤本构模型的缺陷,利用能够反映混凝土拉压方向不同强度特性的Hsieh-Ting-Chen四参数屈服函数,基于热力学耗散原理提出了一种新的混凝土弹塑性损伤本构模型,并且进行单轴拉伸和单轴压缩下,应力-应变关系的数值试验。和其它混凝土弹塑性损伤本构模型相比,提出的弹塑性损伤本构模型有其优点:只有一个未知参数,其余的参数都和Hsieh-Ting-Chen混凝土四参数屈服函数的参数相同,易于确定未知参数;并且拉压损伤演化定律采用相同的计算公式,能够较好地反映混凝土在复杂应力状态下的拉压不同的损伤特性及应力-应变曲线。     

CFRP约束混凝土圆柱轴压本构模型研究

CFRP约束混凝土的轴压本构模型是CFRP加固混凝土柱工程应用的科学依据和理论基础,众多的轴压本构模型虽有利于揭示科学问题的本质规律,但令工程技术人员难以适从。分析了CFRP约束圆截面混凝土的约束效应及影响因素;构建了更广泛的试验数据库;提出了横向约束率阈值的概念;对横向有效约束应力、极限抗压强度和极限压应变进行了归一化处理;对样本数据进行了筛查处理;建立了CFRP约束圆截面混凝土柱的工程型本构模型。     

直接拉伸状态下混凝土动力损伤本构模型的研究

混凝土作为一种率敏感性材料，在不同的加载速率下表现出不同的力学特性。加之其非均匀性，使得混凝土本构关系的研究变得很复杂。通过混凝土动态抗拉行为的实验，得到应变速率对其力学参数的影响规律，通过损伤变量的引入，推导出一种直接拉伸状态下的混凝土动力损伤本构模型，并给出推导直接压缩情况下的动力损伤本构关系的方法。     

复杂应力路径下土的本构模型研究

本文结合粉土着重研究复杂应力路径下，土的应力～应变～体变特性。提出考虑土的应变软化、剪胀（剪缩）性和应力路径影响的非线性弹性模型。通过试验成果验证，分析模型的适用性。     

混凝土的数值本构模型研究

提出混凝土材料的数值本构模型的概念和方法 ,其要点有三条 :一是根据应力状态数值来判断和采用何种本构模型 ;二是可以采用不具有明确物理意义的基于实验数值的模型 ;三是可以进行多重判断 .并在其拉裂的裂缝模型中引入应力释放因子 ,剪力传递因子 .用本方法进行的数值计算所得的裂缝形态与试验结果较接近 .     

热驱动形状记忆聚合物三维力学本构模型

假设形状记忆聚合物（ＳＭＰ）为各向同性材料,其体积变形是弹性的,形状变化的流变规律满 足Ｔｏｂｕｓｈｉ建立的一维本构模型的基础上,应用固体力学和热粘弹性理论建立了ＳＭＰ三维本构 模型,使其不仅能描述简单应力状态下的热力学行为,也能描述复杂应力状态下的热力学行为．然 后基于ＡＢＡＱＵＳ的二次开发平台编写了可供ＡＢＡＱＵＳ调用的ＵＭＡＴ子程序,对ＳＭＰ试样实现 形状记忆效应的热力学过程数值模拟,数值模拟结果与Ｔｏｂｕｓｈｉ等的实验结果吻合良好,表明建立的 ＳＭＰ三维本构模型能够有效的描述ＳＭＰ的热力学行为,可为ＳＭＰ的工程应用提供理论参考． 关键词：形状记忆聚合物;热驱动;三维本构模型;形状记忆效应