单向纤维增强塑料板的非线性本构关系

本文用余能原理导出了单向纤维增强塑料板的一般非线性本构关系,然后对单向纤维增强塑料板用单向(纵向和横向)以及双向拉伸试验证明了在其纵向和横向之间不存在非线性耦合,从而简化了一般的非线性本构关系,最后用偏轴拉伸试验验证了此简化的非线性本构关系。     

非线性本构关系的确立及其工程设计应用

通过调研论证和实验研究，确立了适合我国玻纤复合材料工程设计的非线性本构方程。重点研究修正了Ｈａｈｎ－Ｔｓａｉ和Ｊｏｎｅｓ－Ｎｅｌｓｏｎ两个非线性本构模型。改进了Ｊｏｎｅｓ－Ｎｅｌｓｏｎ模型的参数确定方法；并采用应力叠加原理对该模型进行了合理有效的扩充。提出了双轴硬化系数的概念并加以表达式定量，研究表明，玻纤复合材料只存在双轴硬化现象。完成了玻纤复合树科层合板在复杂载荷下直到ＦＰＦ（第一层破坏）发生时的非线性响应和刚度分析的全过程。单向偏轴拉伸实验，单向板和层合板的平面双轴实验证明，所确立的非线性本构关系是可行的，所提出的工程计算方法是精确实用的。     

层合纤维增强复合材料非线性弹性本构关系研究进展

本文回顾了近几十年来层合纤维增强复合材料非线性弹性本构关系的研究进展情况。     

混凝土弹塑性损伤本构研究

混凝土弹塑性损伤本构的发展,不同于之前的线弹性本构以及弹性损伤本构,该本构考虑了塑性流动和损伤演化之间的相互影响。从能量的角度,基于不可逆热力学,在有效应力空间考虑塑性流动,又以弹塑性损伤能释放率来给出损伤演化法则,很好地反映了塑性和损伤二者的耦合关系。对近年来弹塑性损伤本构的理论和数值算法方面的发展进行了分析。     

碳纤维再生混凝土循环受压性能及本构关系研究

为了研究循环荷载下碳纤维再生混凝土(CFRAC)的受压性能,以再生粗骨料取代率、碳纤维体积掺量和加载速率作为变化参数,设计并制作了40个圆柱体试件进行循环受压加载试验。试验观察了试件的破坏形态,获取了应力-应变曲线,分析了不同变化参数对峰值应力、峰值应变、塑性应变、刚度退化和应力退化等性能的影响规律。结果表明：碳纤维再生混凝土试件在循环荷载作用下主要发生脆性破坏;碳纤维改善了再生混凝土的循环受压性能,与未掺碳纤维混凝土相比,当碳纤维体积掺量为0.3%时,峰值应力和峰值应变分别提高了11.33%和12.22%;刚度退化与应力退化程度得到降低;当再生粗骨料取代率为100%时,峰值应力和峰值应变分别提高了10.16%和14.29%;最后,提出了碳纤维再生混凝土在循环受压下应力-应变本构方程。     

一种适合海绵橡胶材料的本构模型

海绵橡胶是密封条的重要组成部分，是一种可压缩的大变形非线性弹性材料。材料的本构模型是进行CAE分析的关键，为此，在Ogden不可压缩应变能函数的基础上，利用连续介质力学理论，推导了可压缩海绵橡胶材料的应变能密度函数。经过实际算例和试验验证，证明此模型能够反映海绵橡胶的材料特性。     

未反应炸药本构关系

介绍了未反应炸药的本构方程表达式,几种试验方法和新的方案设想。     

未反应炸药本构关系

介绍了未反应炸药的本构方程表达式,几种试验方法和新的方案设想。     

基于非线性本构关系的有限元计算复合材料层合板的强度

复合材料的桥联模型本构理论考虑了基体材料的非线性特性.本文根据联模型理论编制出用户自定义材料库程序,与有限元软件ABAQUS实现接口,以方便地分析计算复合材料层合板结构的非线性响应与极限强度问题.在限元计算中荷载采用逐步加载的方式施加,最终得到复合材料层合板极限坏时的内力包罗图和应力应变曲线.有限元模拟的结果与桥联模型解析解结果吻合得很好,并且与实验结果相一致.     

非线性本构关系的确立及莫工程设计应用（续）

非线性本构关系的确立及莫工程设计应用（续）袁龙江（天津城市建设学院３００３８１）ＴＨＥＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴＯＦＮＯＮＬＩＮＥＡＲＣＯＮＳＴＩＴＵＴＩＶＥＲＥＬＡＴＩＯＮＳＨＩＰＡＮＤＩＴＳＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＩＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＥＳＩ...     

用于预制舱的玻璃纤维混凝土弹性模量与本构关系研究

为满足标准配送式变电站对二次设备预制舱原材料的性能要求,对硅酸盐水泥基玻璃纤维混凝土和硫铝酸盐基玻璃纤维混凝土的弹性模量和本构关系进行了研究.实验采取两种不同基材GRC材料的9种配合比,考虑水灰比、胶砂比、玻璃纤维掺量等三种对GRC材料性能影响明显的参数,对比了不同配合比下GRC材料的性能表现.实验结果显示,对于硅酸盐水泥GRC材料,提高水灰比会导致其抗压强度降低;而对于硫铝酸盐GRC材料,适当提高水灰比会减少纤维引入的缺陷,一定程度上提高抗压强度.GRC材料弹性模量主要受水灰比的影响,与之呈负相关;GRC材料受弯时,基体强度较高的GRC材料整体强度更高,但破坏速度更快;基体强度较低时整体强度也略有下降,但破坏速度更平缓;硫铝酸盐水泥GRC材料的破坏速度均小于硅酸盐水泥GRC材料.     

含沥青路面再生骨料的自密实混凝土损伤本构关系

为了研究沥青路面再生骨料(RAP)掺量对RAP自密实混凝土(SCC)力学性能的影响,采用单轴压缩方法研究RAP掺量为0%、30%、60%、90%和100%(质量分数)的自密实混凝土的应力-应变关系和韧性指数。基于应变等价假说和统计损伤理论建立单轴压缩本构关系模型,探讨了RAP掺量与损伤变量和损伤速率之间的关系。结果表明,随着RAP掺量的增加,试件峰值应力和弹性模量下降,峰值应变和韧性指数增加,所建立的损伤本构关系可以较好地描述不同RAP掺量下自密实混凝土的应力-应变关系。在应变小于0.002时,掺入RAP的自密实混凝土损伤变量值大于基准自密实混凝土,且随着RAP掺量的增大其损伤值越大;当应变大于0.002时,掺入RAP自密实混凝土的损伤变量值低于基准自密实混凝土,且随RAP掺量增大不断减小。随着RAP掺量增大,RAP自密实混凝土损伤速率不断下降,且损伤速率呈先增大后减小的趋势。     

铁电陶瓷非线性本构行为的实验研究进展

由于铁电陶瓷优越的力电耦合性能,使其作为一种重要的功能材料被广泛应用于许多领域.它的非线性本构行为引起了研究者的广泛关注.本文首先介绍了铁电陶瓷非线性本构行为的一般特点及其微观物理机制.在此基础上,详细介绍了铁电陶瓷非线性本构行为的实验进展.最后,简要介绍了铁电陶瓷非线性本构实验的发展趋势.     

橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型

本文提出的修正Zener模型,即以非线性弹簧与粘壶代替原来的线性弹簧与粘壶,得到一种适合橡胶材料在单轴作用下的非线性高弹-粘弹性本构模型。该模型可同时描述加载、卸载及应力松弛行为。模型将应力分解为弹性应力与粘性应力。弹性应力由Yeoh高弹性模型得到;粘性应力由加载及卸载过程的瞬时应力通过积分变换得到。此外考虑到应力松弛的作用,因此将粘性应力分解成两部分：一是在加载、卸载过程所用时间内由应变的改变所导致的粘性力;二是在该时间内由应力松弛所产生的反作用力。最后,将实验结果与该模型的计算结果进行对比,结果表明计算结果与实验结果具有良好的一致性,说明该本构模型可靠、合理。     

浅析混凝土本构模型的研究现状

混凝土结构是目前工程中应用非常广泛的材料,对混凝土构件以及结构进行有限元数值分析计算时,选取的混凝土的本构模型是否能够准确地描述材料的本构行为,对构件及结构分析计算结果的准确性起着非常重要的作用,本文对混凝土本构模型的重要性以及研究现状进行了分析总结,同时总结了ABAQUS在混凝土损伤本构模型研究中的应用现状。     

表面内嵌FRP筋混凝土粘结-滑移本构关系试验研究

通过对一组表面内嵌FRP筋混凝土试件进行拉拔试验,分析表面内嵌FRP筋混凝土的受力过程和破坏模式;研究FRP筋直径、粘结长度和FRP筋类型等因素对粘结滑移性能的影响。结果表明,试件的破坏模式表现为FRP筋与结构胶界面破坏、结构胶与混凝土界面剥离、FRP筋被拉断和结构胶劈裂四种破坏模式;内嵌BFRP筋试件的粘结应力随粘结长度的增长而增大,而内嵌GFRP筋试件的粘结应力随粘结长度的增长而减小。因FRP筋泊松比的降低和剪切滞后效应,试件的粘结应力随着FRP筋直径的增大而减小。同时,对试验结果进行处理分析,建立了一种适用于表面内嵌FRP筋混凝土粘结-滑移本构关系模型,并给出模型特征点的数学表达式,将拟合曲线与试验曲线进行对比分析。结果表明,该本构关系能够较为准确地模拟表面内嵌FRP筋混凝土的粘结滑移性能。     

混杂合成纤维混凝土单轴抗拉力学特性与本构关系

根据混杂纤维增强原理,采用高弹模聚乙烯纤维和低弹模聚丙烯粗合成纤维制备出具有优异变形性能的混杂纤维混凝土,采用单轴拉伸试验对其单轴受力特性进行了分析,并根据测试结果建立了单轴抗拉本构关系模型.结果表明,单轴受拉应力-应变曲线可以划分为弹性阶段、应变硬化阶段和破坏阶段三个阶段;在受拉过程中出现了多缝开裂现象,微细裂缝的扩展较为曲折,在开裂过程中吸收了大量的能量,导致变形能力大幅提升;掺入硅灰后使得界面过渡区性能改善,从而导致极限抗拉强度和拉应变的增大;纤维掺量过大时不能均匀分散,结团现象出现,极限拉应变反而下降;所建立的单轴受拉分段本构关系模型能够较好的反映应力-应变曲线的发展趋势,所推荐的模型参数计算公式具有较高的准确性.     

基于声发射损伤监测技术的高温后混凝土受压本构关系研究

通过MTS电液伺服材料测试设备对高温后混凝土进行抗压试验,同时采用配套的声发射监测设备对其进行全程监测,探究了应力-应变曲线与声发射累积振铃计数率曲线的联系,研究了高温后混凝土抗压强度残余率与温度之间的关系.将声发射累积振铃计数率与高温后混凝土应变之间的关系进行拟合,从而通过声发射累积振铃计数率表征混凝土荷载作用下的损伤,根据弹性应变方法得出了常温下混凝土的本构关系.基于常温下混凝土的本构关系,并考虑到高温作用后混凝土强度衰减情况,建立并验证高温后混凝土本构关系.研究发现:随着温度的升高,高温后混凝土抗压强度逐渐减小,且PPC试件抗压强度残余率大于JZ试件抗压强度残余率,说明纤维的掺人可以有效地缓解混凝土高温损伤;所建立的本构关系得出的理论曲线与试验曲线吻合度较高,能较好地表达出高温后混凝土力学性能.     

颗粒流拟流体的本构关系

针对慢速密集颗粒流的特点,采用拟流体的方法,类比具有屈服应力的非牛顿流体,给出了适用于慢速密集颗粒流的本构方程表达形式,建立了用粗糙底面斜槽测量颗粒流当量粘性的数学模型,并以小麦颗粒为例,通过粗糙底面斜槽实验得出了小麦颗粒流的屈服应力及其本构方程的关键系数. 将实验得出的小麦颗粒流本构关系系数作为其当量粘性的特征值对斜面流进行解析计算,体积流量的模型预测值与实验值的相对误差在15%以内.