立方晶粒各向异性集合金属的非线性弹性本构关系

在Voigt模型下,Barsch(1968)和Johnson(1985)分别给出了立方晶粒各向同性集合和正交集合的非线性弹性本构关系.本文推导出基于Voigt模型的、比Barsch和Johnson结果更一般的、立方晶粒各向异性集合的非线性弹性本构关系,这里金属的各向异性通过织构系数来描述.     

基于Eshelby本征应变自洽法的岩土二元介质本构关系

天然沉积土具有结构性,产生结构性的原因在于胶结的不均匀性。在破损力学理论框架下,基于Eshelby本征应变自洽法,考虑胶结元与摩擦元间变形协调性及应力连续性,推导出了岩土二元介质弱形式的弹塑性本构关系,为复杂应力状态下结构性土实际边值问题的有限元计算提供理论依据。算例计算表明导出的本构关系能够考虑胶结元和摩擦元的力学性质、胶结元的破损规律、受荷历史、加载方式及应力状态对岩土二元介质材料力学性能的影响。     

V-5Cr-5Ti合金的动态压缩力学性能及本构关系

利用Hopkinson压杆技术对V-5Cr-5Ti合金动态压缩力学性能进行了实验测试,获得了不同应变率下V-5Cr-5Ti合金的压缩应力—应变曲线,结果显示V-5Cr-5Ti合金具有较强的应变率敏感性。根据实验结果,确定了描述V-5Cr-5Ti合金常温动态性能本构参数,并将实验结果与计算结果进行了比较,两者吻合较好。     

关于大变形条件下晶体弹—塑性本构关系的研究

考虑面心立方晶体滑移特性,晶格的转动,认为晶体的塑性变形是由滑移产生,且晶体内的弹性变形不受滑移的影响,并建立了计算模型。采用微观力学的方法,用矩阵形式推导了Jaumenn应力率的增量型的晶体弹—塑性的本构方程。     

铝硅合金流变模型及应力－应变本构关系的研究

通过Ａｌ－Ｓｉ合金准固态流变性能的测试，建立了该合金准固态流变模型，并推导了轴对称铝硅合金铸件凝固过程应力－应变本构方程，为开展铸件凝固过程热应力数值模拟和热裂预测提供了可靠的理论依据。     

基于统计断裂理论的混凝土本构关系的研究

以圆盘裂纹模型模拟混凝土内部的缺陷，基于统计断裂理论推导出了多轴应力下混凝土的损伤统计模型，并根据应变等价假说，建立了包含损伤的混凝土的基本本构关系。研究结果表明：混凝土中裂纹面之间的摩擦系数不同，混凝土的应力一应变曲线就不同，摩擦系数越大，混凝土的强度就越高；围压越大，混凝土的强度就越大。随着应力、应变的增大，损伤也随之增大，应力一应变关系也由线性变化为非线性；当混凝土的其他材性参数相同时，Weibull模量m越大，混凝土的强度就越小。这些均与当前研究成果相吻合。     

各向同性材料受各向异性弹性损伤时的应力应变关系

构造了具有主对称性的损伤影响张量,研究了弹性各向异性损伤时的有效应力,按照Lem aitre应变等价性假设,建立了弹性各向异性损伤应力应变关系,并引入了材料的有效柔度张量.由于应力应变关系应该具有对称性,因此要求有效柔度张量具有对称性.采用S idoroff的弹性能等值假设和弹性余能等值假设构造了材料的有效柔度张量.推导出损伤应变能释放率张量.推导了各向同性材料在受各向异性弹性损伤时的应力应变关系,分析表明,原为各向同性的材料,在受各向异性损伤后,表现出各向异性.     

小变形的Lagrange型弹塑性本构模型

讨论了小变形Lagrange型弹塑性本构模型。由背应力定义塑性应变,从而由Ilyushin假设得到背应力的演化律。分析表明,该模型的强化特性由参量β决定。对一种特殊的各向同性弹塑性模型的讨论表明,这种La-grange型弹塑性本构模型能表征极其复杂的弹塑性特性。     

膨胀岩三维膨胀本构关系的研究

根据三轴膨胀试验结果分析了Ｅｎｓｔｅｉｎ和Ｗｉｔｔｋｅ关于三维膨胀本构的假说，指出了其不完善之处。并建立了可综合考虑应力和含水量两个因素的新三维膨胀本构关系。     

层状岩石损伤本构关系的研究

对常见层状复合岩石的损伤结构与本构关系进行了研究,电镜微观研究表明了其微观结构与微孔隙特征, 导出各分层在不等围压、不同有效应力、不同参数及不同损伤演化过程下的三维非线性损伤本构方程与演化方程,并得到实验的较好验证.     

复杂应力条件下土的结构性本构关系

结合陕西杨凌非饱和黄土不同条件下的三轴试验资料，将作者提出的一种新的土结构性定量化参数（应变型综合结构势）引入土的强度变形特性分析，发现在同一围压下土结构性参数对不同影响因素下的应力应变曲线均具有较好的归一化作用。基于归一化曲线所表现出的双曲线特征，用类似邓肯一张模型的处理手法构造了非饱和黄土的结构性本构关系，本构模型的参数均可由试验确定。由于本文提出的土结构性本构关系引入了能够反映复杂应力状态的土结构性参数并且与邓肯一张模型形式相同，因而具有应用范围广泛和便于程序分析的潜力。试验验证表明，结构性本构关系可以较好地反映非饱和黄土的强度变形关系。     

SnAgCu-nano Al钎料Anand本构关系及焊点可靠性

研究了含纳米0.1 wt.%Al颗粒SnAgCu无铅钎料Anand本构关系,将本构关系应用于有限元模拟,分析FCBGA器件SnAgCu-nano Al焊点的应力-应变响应。结果表明,在不同的温度和应变速率的条件下,可以采用非线性数据拟合方法得到SnAgCu-nano Al钎料的Anand本构方程的9个参数值。结合Anand本构模型,采用有限元法计算焊点应力-应变,发现FCBGA器件SnAgCu-nano Al焊点应力-应变分布和焊点阵列有明显的关系,最大的应力-应变集中于拐角焊点;SnAgCu-nano Al焊点的应力-应变值明显低于SnAgCu焊点,证明纳米Al可以提高SnAgCu焊点的可靠性。     

弹性各向异性损伤

采用损伤影响张量,研究了弹性各向异性损伤时的有效应力,按照Lemaitre应变等价性假设,建立了弹性各向异性损伤应力应变关系,并引入了材料的有效柔度张量.由于应变应该具有对称性,因此要求有效柔度张量具有对称性.本文采用Sidoroff的弹性能等值假设和弹性余能等值假设构造了材料的有效柔度张量.推导出损伤应变能释放率张量.     

层状岩体弹塑性本构关系及其工程应用研究

给出了岩层厚度相等而层面力学性质相同或层面力学性质不同、岩层厚度不等而层面力学性质相同或层面力学性质不同的层状岩体弹塑性本构关系．将给出的层状岩体本构关系应用于一工程实例的有限元分析，证明它是合理的．