损伤材料的无屈服粘塑性本构模型

利用Ｓｈｉｍａ和Ｏｙａｎｅ给出的一套塑性热函数,修正了经典粘塑性本构研究的Ｂ－Ｐ模型,新的模型计入了损伤的影响,此外,由该模型自然可以得到损伤材料的塑性可压缩性,由于采用了简洁的塑性势子数,无屈服Ｂ－Ｐ模型形式简洁,便于工程应用,作了例子,计算了单轴拉伸时流动应力的率敏感性,其计算结果与以往的工作十分吻合。     

基于反耗散概念的单轴粘塑性损伤本构模型

利用引入不同逆热力学中反耗散概念和适当构造Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ自由能表达式，推导了一单轴粘塑性损伤本构模型，经过讨论和试算，表明该模型能够描述蠕变的初始，稳定和加速三个阶段。     

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。     

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。     

冲击载荷作用下混凝土的率型本构关系

为了再混凝土冲击实验结果的基础上得到率相关的木构关系，从混凝土材料的变形特点出发，分析了骨料、水泥浆体及处于不同受力阶段的微裂纹对混凝土变形的影响，认为混凝土材料属于粘弹性材料，适用于朱-王-唐模型。在考虑混凝土小应变和易损伤的特点的同时，采用修改后的五参数线性朱-王-唐损伤模型对实验结果进行10^-5／s至10^2／s应变率范围内的混凝土率效应本构拟合，取得了与实验结果较吻合的效果。     

混凝土本构理论研究进展与评述

由于混凝土材料的复杂性，使其本构理论的研究非常困难，国内外许多学者依据多种力学理论建立了各种各样的本构关系，本文对已有的混凝土本构模型进行了回顾与简单评述。     

混凝土损伤本构模型研究评述

现有混凝土本构关系主要是基于成熟的经典弹塑性模型所建立的,弹塑性模型在数学上较严格,但是与混凝土材料破坏机理不协调,各国学者针对混凝土这类特殊多相复合材料提出了很多基于不可逆热力学理论的损伤本构模型。系统综述了混凝土损伤本构研究的成果,在分析了各个有代表意义的混凝土损伤本构模型基础之上,对比研究了各个模型的特点及各自适用范围,通过总结前人成果,为损伤本构模型研究提供了思路。     

高强度混凝土的细观损伤本构模型研究

基于轴闰伸与压缩试验观测资料，论述了高强度混凝土的细观损伤机理和以应力与应变全曲线及其特征点相对应参数建立的操作本构模型，提出了拉、压二向应力状态时的本构模型和正交异性损伤本构模型，同时还引入其他学者提出的混凝土三向应力状态各向同性损伤时的本构模型，并提出了高强度混凝土的损伤断裂判据。     

混凝土受拉损伤本构关系的研究

尽管混凝土的基本破坏机理是微开裂,但是混凝土在受拉与受压时破坏机理仍有所区别。基于不同逆过程热力学,在已有受压损伤模型的基础上建立了混凝土受拉损伤模型。在模型中假定受拉与受压的差别主要表现在损伤演化上。在处理拉压应力同时发生的情形时,引入拉压相关因子Ｃｏｋ,定义等效应力σｅｑ＝ＣｏＲσ＾＋＋σ＾－,仍采用受压的本构关系,只在考虑损伤演化时用等效应力代替Ｃａｕｃｈｙ应力。模型与试验结果吻合较好。     

混凝土四参数动态本构模型

在混凝土动力抗拉抗压试验的基础上,根据一致黏塑性本构模型的概念,考虑静水压力和应变率的影响,推导了改进的一致率型HTC四参数模型,并与试验的应力应变曲线进行比较,结果表明模型能够较好地反应混凝土的动力特性;最后,用此模型对混凝土简支梁进行非线性动力反应分析,并与线弹性模型和率无关HTC四参数模型进行比较,探讨应变率对其动力特性的影响.结果表明考虑应变率的影响后,梁的位移、应力大小都发生了较大的变化.     

岩石塑性应变损伤模型的建立及应用

岩石塑性变形和损伤变量的微观机制都是岩石中微裂纹的萌生和发育,塑性变形与损伤在岩石材料中是同时出现的,它们的演化规律是相互耦合的.本文采用基于塑性应变的损伤变量,定义岩石在破坏过程中塑性应变增量与损伤增量成正比关系,并把极限塑性应变归一于岩石的临界损伤值,建立了岩石塑性应变损伤模型和本构模型.实验曲线与利用所建立的塑性应变损伤模型计算的应力-应变曲线吻合较好,岩石塑性应变损伤模型能较好地描述岩石整个加载过程中的损伤与应力、应变的关系.并根据岩石塑性应变损伤模型,分析了单轴压缩荷载作用下岩石的应力和应变与损伤的演化规律.     

循环荷载下考虑滞回效应的混凝土损伤模型

针对高混凝土坝地震过程中复杂的材料非线性问题,建立循环荷载下考虑滞回效应的混凝土损伤模型。模型分别选取符合混凝土实际变形特性的拉伸与压缩骨架线以考虑材料拉压异性,骨架线中含有软化段系数以适应试验结果的离散性。采用不依赖于骨架线形状的滞回效应加卸载特征点表达式,搭建能够反映混凝土循环荷载作用下软化段滞回效应的卸载路径与重新加载路径,并建议设立残余应变临界值解决残余塑性应变与卸载应变比值随应变增长的持续发散问题。模型将复杂多轴问题转化至单轴等效应变空间中求解,计算参数少,数学表达式简单,并通过混凝土循环荷载试验与Koyna重力坝的震害模拟验证了模型在非线性问题求解上的正确性与高效性。     

Parameters Sensitivity Analysis and Correction for Concrete Damage Plastic Model

In order to understand the effect of hardening ductility parameters and softening ductility parameters of the concrete damage plastic model in LS-DYNA,a sensitivity and reliability analysis of these parameters through a convenient cube unit test was conducted.The results showed that the peak strength strain was independent of the hardening ductility parameter DH,but affected by AH,BH,and CH.The softening ductility was mainly related to the softening ductility parameter AS,but not affected by the damage ductility exponent BS.In case that the model with default parameters failed to match the AS-controlled damage softening phase,an optimized model with an AS correction was developed.The corrected model with the AS value of 2 matched well with the code model,and exhibited good feasibility in predicting the stress-strain curve of different grades of concrete.Moreover,the practicability of the corrected model was further validated by the conventional triaxial test.The simulated curve exhibited favorable consistence with the trial curve.Therefore,the model with parameter correction could provide a prospective reference for predicting the mechanical properties of concrete.     

混凝土正交各向异性损伤模型的研究

混凝土的基本破坏机理是微开裂。基于不可逆过程热力学,用连续介质力学的方法建立了一个混凝土正交各向异性损伤模型。在模型中用一个二阶对称张量Ｄ来描述损伤,利用能量等效假设来考虑损伤对弹性张量的影响,并直接假设了损伤增量与不可逆应变增量之间的关系式,而不是用经典塑性理论来处理不可逆应变。模型只需一个加载函数。模型与Ｋｕｐｆｅｒ,Ｔａｓｕｊｉ等的试验结果吻合较好。     

考虑损伤效应的无铅焊锡材料的率相关本构模型

考虑冲击过程中无铅焊锡材料试件中的损伤影响,根据实验数据确定了损伤演化参数,对原模型进行了修正,给出了Sn3.0Ag0.5Cu和Sn3.5Ag两种无铅焊锡材料考虑损伤效应的率相关本构模型.结果表明,修正后的模型与实验结果吻合较好.     

Viscoplastic Damage-Softening Constitutive Model for Concrete Subjected to Uniaxial Dynamic Compression

A new viscoplastic damage-softening constitutive model is presented.It is developed by integrating a Bodner-Partom viscoplastic model with a new damage evolution equation.A set of ordinary differential equations (ODEs) is formulated,and a Runge-Kutta integral method is used to get stress-strain curves given by the model.Also,stress-strain curves of a wide range of strain-rates for concrete were obtained by split Hopkinson pressure bar (SHPB) tests.By fitting the integral stressstrain curves to the experimental ones with the least square optimization method,we determined the material parameters in our model.Some properties of the new model,such as strain-rate sensitivity,damage evolution characteristics,strain-rate jump effects and unloading feature,are explored.These results show that our new model can describe dynamic behaviors of concrete very well,and our integrating-fitting-optimizing method to get material parameters is valid.     

基于应力-应变曲线的混凝土弹塑性损伤本构模型

为了准确地模拟混凝土材料的力学性能, 从有效应力的角度出发, 基于连续损伤力学基本原理, 根据混凝土的应力-应变关系曲线 (以改进的Saenz曲线为例) , 推导出混凝土受压损伤演化方程, 建立基于应力-应变曲线的混凝土弹塑性损伤本构模型, 并且开发进入ABAQUS中;通过数值模拟与试验结果对比分析, 结果表明该本构模型可很好地描述混凝土的塑性变形、刚度退化的力学行为;对钢筋混凝土桥墩的振动台试验进行模拟, 结果表明该模型可较好地模拟地震作用下钢筋混凝土桥墩的损伤演化过程, 因此该方法建立的混凝土弹塑性损伤本构模型具有工程应用意义.     

基于热力学原理的混凝土热-力耦合本构模型

为了解决高温条件下混凝土材料力学性质描述的问题,基于热力学理论,将损伤理论与经典弹塑性理论结合,建立了一个考虑温度影响的混凝土热-力耦合本构模型,用于描述高温条件下混凝土材料的力学性质.基于热力学原理推导了考虑温度影响的弹性应变增量的表达式,并基于经典塑性理论,构造了一个考虑温度影响的硬化参数,推导出相应的塑性应变增量表达式,将上述2部分应变增量叠加得到混凝土热-力耦合本构模型的表达式.将模型预测结果与试验结果进行对比,符合良好,表明上述热-力耦合本构模型能够对高温条件下混凝土材料的力学性质进行较为准确的描述与预测.     

塑性混凝土配合比设计

塑性混凝土作为一种新型防渗墙体材料用于堤防及水库大坝除险加固基础处理工程中,其主要优点是较低的弹性摸量,具有一定的强度值及抗渗系数,能适应较大的变形。其配合比设计与普通混凝土在理念上是不同的,研究如何通过正交法对配合比进行优化设计及找出各因素对塑性混凝土强度、弹性模量及渗透系数的影响规律。     

Stress-strain Model of Corroded Concrete under Uniaxial Compressive Loading

The prism specimens of corroded concrete were subjected to uniaxial compressive load to develop the stress-strain model. Compared to the un-corroded concrete, the mechanical prop- erties of corroded concrete, such as peak strength, Young’s modulus, and residual deformation, et al are degraded. The concrete, which were subjected to the aggressive media in the environment, were resulted in randomly distributed pre-loading flaws and defects. The propagation of these corrosion flaws during the procedure of load...