纯铝（L2）高温本构方程的研究

有限元数值模拟技术应用于金属材料的加工过程，给深入研究金属成形过程提供了有力的理论工具，但其精确程度与材料本构方程的描述有极大的关系，材料的本构方程是描述材料成形信息的数学模型，它反映了的流动庆力与变形程度、１变形速度、变形的关系，因此，通过实验获取材料的本构方程是有限元数值模拟首要解决的问题，本文针对刚粘塑性材料提出了本构方程的数学模型，并在实验的基础咄了纯铝（Ｌ２）材料的本构方程的具体形式。     

弯管血管壁本构方程的理论研究

在已有的直管动脉壁本构方程研究基础上,提出一个理论方法来分析弯曲动脉壁的非线性弹性力学性质,在弯曲动脉壁被模拟为局部三重正交、横向同性、不可压缩和可经受大变形的厚壁材料下,作者从理论上建立了一个表达弯管动脉壁非线性弹性性质的三维ｅ指数型本构方程．另外文中还进一步探讨了弯曲动脉壁内的残余应变分析．本文听取得的这些成果,可为血流脉搏波沿弯曲动脉传播的数值分析以及弯曲血管壁本构方程的研究和残余应变和残余应力的分析奠定理论基础．     

弥散铜材料的高温本构方程

弥散铜是一种新型的粉末体电极材料，在加工制备过程中其变形行为会不同于致密体，针对粉末体材料的变形特性，提出了弥散铜的高温本构方程的数学模型，并通过大量的热模拟压缩实验，确定了该材料高温本构方程的具体形式。     

AZ31镁合金温热变形本构方程

对AZ31镁合金进行温热拉伸实验,实验温度分别为20℃、100℃、150℃、200℃、250℃和300℃,应变速率分别为0.001s-1、0.01s-1和0.1s-1,分析流动应力与真实应变的关系。采用Arrhenius方程,根据实验数据,建立了AZ31镁合金温热变形本构方程,计算出镁合金温热条件下变形激活能,建立的本构方程的计算结果与实验结果最大相对误差为15.5%。     

超高频振动下材料本构关系探析

金属材料在超高频振动作用下的屈服点，硬化度和延伸率都较常规情况明显降低，因此材料的本构关系发生了重大变化。研究金属材料在超高频振动下的特殊行为，建立材料在超高频振动下的本构方程，利用所建立的本构方程解释这些特殊现象，给出了低碳钢试件的实验曲线，通过与理论分析比较证明二者完全相符。     

井壁稳定性的弹塑性有限变形理论分析

针对钻井过程中在岩盐层和塑性泥岩层经常发生井眼缩径现象,由现场的观测和变形量级的分析可知,井眼的缩径需要用有限变形理论进行研究.本文应用有限变形次弹-塑性理论,建立了井眼的缩径模型.采用对数应变和Mohr-Coulomb准则,给出变形的协调方程和岩石材料的全量本构方程;在推导出求解问题控制方程的基础上,数值计算给出井眼附近的应力和应变场;在讨论井眼收缩率与本构参数中指出,本构参数n和C0是影响收缩率的重要因素.计算结果与现场观测结果相吻合.这些结果为岩石材料本构参数的实验测定和调节钻井液密度防止井眼失稳提供理论参考依据.     

脆性岩石非线性弹性损伤本构方程及其实验验证

本文在对脆性岩石力学性质的实验研究的基础上,探讨了脆性岩石的广义弹性模量,广义弹性泊松比,不可逆变形泊松比以及岩石的损伤变形特征,从而定义了新的岩石损伤表征量.建立了脆性岩石的弹性损伤耦合本构方程和损伤演化方程.并采用石英砂岩对所建立的岩石损伤本构方程在单轴压缩实验中进行验证,结果表明,理论分析与实验结果吻合较好.     

冻融对CACB材料粘弹性力学行为的影响

为了研究冻融循环作用下水泥沥青复合胶结料的粘弹性力学行为,本文进行了CACB材料的冻融及蠕变试验。建立了四元件五参数的粘弹性力学模型,通过对蠕变试验结果的拟合分析,建立了CACB材料的本构方程。基于本构方程参数随冻融次数的变化,分析了冻融对CACB材料粘弹性力学行为的影响规律。研究表明:冻融作用降低了CACB材料抵抗瞬时弹性变形及剪切流动变形的能力,CACB材料的弹性性能受冻融作用的影响更为显著。粘弹性本构方程材料参数的变化可以反映CACB材料宏观力学性能的冻融损伤过程。冻融循环作用没有改变CACB材料的粘弹性属性,随着沥青含量的增加及温度的提高,CACB材料趋向于粘性材料的性质,抵抗载荷的能力降低、变形能力增强。     

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.     

泥岩本构方程的研究

在采油工程中,套管损坏经常发生在泥岩层和其他岩层的交界面处.在注水条件下,泥岩蠕变引起层间滑移是套管损坏的主要原因。因而研究泥岩的变形机理和建立泥岩本构方程是大庆油田急需解决的问题.因此,分析了泥岩的变形机理和考虑到在泥岩变形中非线性体积应变(应变率)的影响因素,应用弹粘性理论建立了一个泥岩的本构方程.在实验的基础上,讨论了粘性本构方程中参数在工程中的意义和含水率的关系:本构参数α具有Mohr＿Coulomb准则中摩擦角的物理意义,随着注水率的增加,α减少,材料的内摩擦阻力减小引起较大的变形,导致泥岩层的滑动.由本构方程得出在注水开发时应防止泥岩层浸水和降低泥岩的蠕变速度,避免岩层的滑动,减少套管损坏的发生.     

人造丝增强橡胶纵向冲击拉伸本构关系研究

针对人造丝增强橡胶在中应变率范围内的应用问题，采用一套可用于高速冲击拉伸下大变形测量的激光光栅变形测量系统，通过大量不同冲击速率、不同的纤维布设角度下的人造丝增强橡胶高速冲击拉伸实验，得到了该材料在不同冲击拉伸速率下的应力一应变曲线。并且在理论分析的基础上，建立了该材料在纵向冲击拉伸下的本构方程。结果表明：此研究将为人造丝增强橡胶在工程实际中的合理应用提供一定的理论和实验依据。     

37Mn5钢热变形行为与流变应力模型研究

利用Gleeble-1500热模拟实验机研究37Mn5钢在变形温度为800～1150℃、变形速率为0．1～10s^-1条件下的热压缩变形行为。采用应变硬化率-应力曲线图较精确地获得峰值应力,并用双曲正弦方程描述37Mn5钢热压缩变形过程中的峰值应力与Zener—Hollomon参数的关系。回归分析得到方程中变形激活能及各材料常数的值,获得37Mn5钢在高温条件下的流变应力本构方程。结果表明,采用该本构方程计算出的流变应力值与实验所得应力值非常接近。     

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。     

基于实验方法的橡胶圆管的本构模型分析

本文利用实验室现有的拉伸机,采用自行设计的简易夹具,对橡胶圆管进行了单轴拉伸实验,分析了橡胶圆管的应力应变曲线,通过对已有的本构方程与实验数据进行拟合,最终确定了橡胶中常用的三种本构模型的材料系数。通过实验对比,结果表明,M-R模型适用于变形量小于等于100%的范围,为以后气动人工驱动器变形机理的研究提供了实验依据和理论基础。     

焦曼导数在有限元分析中的应用

在本构关系中引入焦曼导数，导出大变形弹塑性本构方程，结合有限单元法，在微观层次上对金属晶体材料的变形进行了计算，与以往的计算方法相比，计算结果更精确．     

零围压下岩石剪胀性能的试验研究

首次采用“零围压单轴试验”对煤系地层两种岩石试样的剪胀力进行了系统测定及分析,得到一系列新的认识,对深入研究软岩巷道剪胀变形压力以及建立岩石类材料本构方程提供了实验依据,开拓了新的研究思路．     

一种考虑多种强化机制的黄土本构关系

将黄土材料的含水量和变形历史引入到内时定义中,利用与热力学相一致的简单机械模型发展了黄土的偏应力应变本构关系。用所建立的本构方程分别描述了马兰黄土在不同围压和不同含水量条件下的应力应变响应特性,取得与现有实验相吻合的结果。所提出的考虑围压和含水量的黄土本构模型对黄土在各种复杂载荷作用下变形与破坏现象的研究具有一定参考价值。     

竹胶板的本构方程及强度理论

建立了竹胶板这类新型复合材料层合板的本构方程较系统地讨论了强度问题，并通过实验测出了上述关系中的材料常数，理论计算与实验结果吻合得很好。     

FCC晶体结构多晶铜的动态本构方程参数确定

以带有同步组装技术的分离式Hopkinson压杆作为热模拟装置，采用基于MTS(Mechanical Threshold Stress)模型建立的FCC晶体结构的动态本构方程，确定了多晶铜动态本构方程参数，研究了连铸多晶铜的动态冲击特性，获得的理论应力一应变曲线与实验结果相当吻合，但不能描述485～585K间回复与再结晶温度区间的变形。     

多轴非比例加载下循环硬化的数值模拟

本文应用一整合的粘塑性本构模型数值模拟了高温多轴非比例循环应力作用下退火316型不锈钢的循环硬化。文章中具体描述说明了该本构模型方程及其材料参数的构成与物理意义。本构方程的所有材料参数均由简单单轴实验得出,圆形与方型单轴扭转循环应力路径下本构方程的数值模拟结果由实验结果证实了本构模型的可行性,最后该本构模型扩展的可能性亦得到分析与讨论。