裂纹尖端位于各向同性材料及正交异性材料界面I型裂纹的塑性应力场

本文研究了裂纹尖端位于各向同性材料及正交异性材料两个介质界面并且裂纹位于各向同性材料内Ｉ型裂纹平面应变问题的塑性应力场。将各向同性材料及正交异性材料分别视为满足Ｍｉｓｅｓ屈服准则及Ｈｉｌｌ屈服准则的理想塑性材料，得到了裂纺尖端塑性应力场。     

镍基单晶合金板裂纹尖端塑性区分析

裂纹尖端塑性区对研究裂纹开裂扩展具有重要意义.应用Hill屈服准则和考虑拉-剪耦合的修正Hill屈服准则,对镍基单晶合金板裂纹尖端塑性区进行了分析.得到了Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹尖端塑性区.对镍基单晶合金板内裂纹尖端塑性区与各向同性材料板内裂纹尖端塑性区进行了比较.讨论了拉-剪耦合、Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹复合比及温度对裂...     

裂纹起裂角预测方法研究

本文提出一个新的屈服准则,该屈服准则适用于岩石类材料的小范围屈服,旨在预测弹塑性材料的破坏行为,基于该屈服准则,推导出了I型,II型以及I-II混合型裂纹尖端塑性区半径并对在单轴拉伸和纯剪切等荷载作用下的裂纹尖端塑性区进行了分析。结果显示,荷载加载方式、裂纹倾斜角和材料内摩擦角对塑性区的形状与大小有显著影响。根据对裂纹尖端塑性区的分析,基于如下假设：裂纹沿塑性区最短路径扩展,本文在提出的屈服准则的基础上导出了新的断裂准则,该准则可预测裂纹开裂初始角。相较于其他断裂准则,文献实验结果与本文提出的准则吻合地更好,能更加精确的预测裂纹的起裂角。     

幂硬化材料扩展裂纹的有限元分析

目的研究幂硬化材料中定常扩展裂纹的裂尖场性质．方法采用Euler模式在小范围屈服条件下对幂硬化材料中平面应力定常扩展裂纹的裂尖场进行了弹塑性有限元分析．结果针对硬化指数n＝12的幂硬化材料,有限元计算给出了扩展裂纹裂尖的主塑性区形状、裂纹张开位移和裂尖应力场的角分布．结论数值计算结果表明其与现有的渐近分析解符合较好,验证了分析解．     

有限平板共线裂纹断裂过程的数值模拟和实验研究

采用有限元数值模拟和光弹实验方法分析了各向同性材料共线多裂纹应力场及其强度参量.建立了有限弹性平板内三条共线裂纹计算模型,应用ABAQUS软件的VCCT方法分析计算各向同性材料共线裂纹的裂纹尖端的应力场、应变场分布规律及应力强度因子.并通过光弹实验实测了6061铝板共线裂纹试件的裂纹尖端的应力强度因子.研究结果表明,实验和数值模拟所得的应力云图相似,应力强度因子值基本一致,验证了提出的应力强度因子计算模型的有效性.     

正交各向异性弹塑性幂硬化材料Ⅲ型静止裂纹的尖端场

本文采用Hill弹塑性理论.合出正交各向异性材料Ⅲ型静止裂纹的尖端场,其结果表明:在裂纹尖端附近各向异性材料的应力应变奇异性与各向同性材料的结果相同.但它们的幅度受各向异性的影响.通过数值计算可以清楚地看出这种影响的结果并根据这些理论结果给出了合理的断裂准则.     

双理想弹塑性材料静止界面裂纹尖端场的构造

对于面两侧为具有不同屈服强度的理想弹塑性材料，本文给出在平面应变条件下静止界面裂纹尖端应力场的构造。讨论了同一介质内部以及界面两侧的连续条件。在一定条件下，给出应力单参数渐近场解。应力的分布依赖于材料常数Ｅ１，Ｅ２以及材料参数ｍ（ｍ＝Ｋ１／Ｋ２，为屈服强度比）①．关键词：     

多孔材料中裂纹尖端的渐近场

由宏观塑性耗散势出发,得出多孔材料的屈服函数,它类似Ｌａｄｅｔ和Ｄｏｒａｉｖｅｌｕ模型。由Ｒａｍｂｅｒｇ－Ｏｓｇｏｏｄ单轴拉伸模型和相关联流动法则给出描述多孔材料的幂硬化本构关系。在平面应变条件下,得出裂纹尖端的渐近场。场具有Ｈ．Ｒ．Ｒ奇异性,Ｊ积分守恒。场的分布和韧性依赖材料常数α,它描述在变形中体积变形与形状变形之比。所得结果,在特定条件下与前人研究结果一致。这些结果为多孔材料结构的设计和韧性     

横观各向同性体中Ⅰ型埋藏圆片裂纹的应力解法

本文利用对于横观各向同性体轴对称变形时应力函数解法的基本方程,并应用Hankel积分变换,求解了位于横观各向同性平面内的埋藏圆片裂纹在垂直于裂纹面远处均匀拉应力作用下的应力场和位移场,获得了与各向同性材料相同的应力强度因子,不同于各向同性材料的应力场和应变能释放率裂。     

梯度功能材料的断裂准则

基于断裂力学的能量释放率理论，研究了平面应变条件下梯度功能材料的Ⅰ，Ⅱ型复合裂纹问题．讨论了裂纹尖端附近的应力场和应力强度因子，建立了具有一般性的梯度功能材料的断裂准则即能量释放率判据．     

双材料参数对界面端应力场分布规律的影响

利用反平面平板搭接界面端应力奇异性指数和应力场的理论公式,通过不同材料参数的组合和不同角度的变化,研究了正交异性双材料以及一种各向同性和一种正交异性双材料两种不同的结合材料反平面界面端应力奇异性和应力分布,得到了两种不同结合材料的应力分布规律和反平面平板搭接界面端断裂判据的初步理论。结果表明,随着Γ和θ的变化,不同结合材料界面端应力会呈现出不同的规律,这些规律可以作为在双材料界面端裂纹断裂准则或其它工程应用方面的依据。     

正交异性材料平面应力问题在无量纲应力屈服准则下的特征场

将正交异性材料看成理想塑性材料,在无量纲应力屈服准则及与之相关的流动法则下,利用特征场的一般方法,建立了平面应力问题的特征场,一阶拟线性方程组可能为双曲型,抛物型,椭圆形,在双曲型区域两族特征线互不正交,应力场的特征与速率线互相重合,当材料退化为各向同性材料时,推导的结果能退化为希尔解或素柯洛夫斯基解。     

按无量纲屈服准则分析正交异性板的极限荷载

为得到正交异性板极限荷载分析的简单实用的计算方法，建立了正交异性板的无量纲屈服准则，得出了用量纲力矩表示的正交异性板曲率速率公式。利用转轴公式和沿塑铰线曲率速率应满足的条件得出正交异性板中沿任意方向塑性铰截面弯矩的普遍算式，得出用无量纲力矩计算内力功的计算方法，最后根据能量原理得出正交异性板极限荷载上限估计的一般计算方法。并通过实例对理论公式做了验算。     

正变异性平面应力问题的特征场

采用Ｒ．Ｈｉｌｌ屈服准则研究了正变异性材料平面应力问题的应力场及速度场，得到了应力场与速度场的特征线处处重合的结果．并通过一个算例讨论了ｈ２＝２的特例。     

幂硬化粘塑性材料动态扩展裂纹尖端的渐近解

采用弹性-粘塑性本构模型,对幂硬化粘塑性介质中反平面剪切动态扩展裂纹尖端的应力、应变场进行了渐近分析,给出了反平面剪切动态扩展裂纹尖端场的渐近方程.分析结果表明,在裂纹尖端应力具有(In(R/r))~(1/(n-1))的奇异性,应变具有(In(R/r))~(n/(n-1))的奇异性.从而本文揭示了幂硬化粘塑性材料反平面剪切动态扩展裂纹尖端场的渐近行为.     

Elasto-plastic analysis of masonry with anisotropic plastic material model

This paper establishes an anisotropic plastic material model to analyze the elasto-plastic behavior of masonry in plane stress state.Being an anisotropic material,masonry has different constitutive relation and fracture energies along each orthotropic axes.Considering the unique material properties of masonry,a new yield criterion for masonry is proposed combining the Hill’s yield criterion and the Rankine’s yield criterion.The new yield criterion not only introduces compression friction coefficient of shear but also considers yield functions for independent stress state along two material axes of tension.To solve the involved nonlinear equations in numerical analysis,several nonlinear methods are implemented,including Newton-Raphson method for nonlinear equations and Implicit Euler backward mapping algorithm to update stresses.To verify the proposed material model of masonry,a series of tests are operated.The simulation results show that the new developed material model implements successfully.Compared with isotropic material model,the proposed model performs better in elasto-plastic analysis of masonry in plane stress state.The proposed anisotropic model is capable of simulating elasto-plastic behavior of masonry and can be used in related applications.     

一类弹粘塑性材料II型扩展裂纹的尖端场

为了研究粘性效应作用下的II型扩展裂纹尖端场,假设扩展裂纹尖端的粘性系数与塑性应变率的幂次成反比,通过量级匹配表明应力和应变均具有幂奇异性,奇异性指数由粘性系数中等效塑性应变率的幂指数唯一确定.引入Airy应力函数,求出了裂纹尖端应力和应变场的控制方程.选取适当的特征参数,给出了边界条件,对控制方程通过双参数打靶,进行了数值计算,求得了裂纹尖端的应力应变场.分析与计算结果表明粘性效应是裂纹尖端场的一个重要因素.     

对于正交异性材料屈服准则的实验验证

对流行的Ｒ．Ｈｉｌｌ准则与新近提出的无量纲应力准则进行了三种材料薄壁圆管Ｐ－２比例加载的实验验证，实验结果表明：对于纯铝Ｌ２，与两个准则符合均良好；对于另外两种材料，实验点在两个准则的理论曲线之外，更靠近无量纲应力准则。     

零屈服应力下混凝土三轴受压塑性模型

为了模拟混凝土真三轴压缩的力学性质,在分析混凝土真三轴和常规三轴压缩试验结果基础上,以经典塑性力学为理论基础,建立了混凝土的真三轴本构模型.模型考虑了混凝土初始屈服强度为0的实验特性,采用4参数的Hsieh-Ting-Chen作为破坏准则,假定材料强化和软化符合各向同性和非相关联的塑性流动法则,并将混凝土压缩实验中的扩容和塑性功相联系起来,把lode角引入塑性势函数中.模型与两种不同配比的混凝土立方体试件分别在6组不同加载路径下的试验结果进行了验证.     

复合材料非线性蠕变的本构关系

本文以R.A.Schapery非线性热粘弹性本构关系为出发点,从理论上推导了各向同性复合材料蠕变的本构关系,并将之与经典的粘弹理论进行了比较.对正交各向异性复合材料给出了其蠕变的本构方程,并给出了一个算例.