钛合金绝热剪切带宽度的演变规律研究

根据梯度增强的Johnson-Cook模型,对Ti-6Al-4V绝热剪切带中心区域的宽度(绝热剪切带宽度w5%)随平均塑性剪切应变的演变规律进行了预测。结果表明,随着平均塑性剪切应变的增加,w5%先是快速减小,然后趋于稳定。当绝热剪切带总宽度为0.3235mm时,w5%的稳定值接近Ti-6Al-4V绝热剪切带宽度的上限(55μm);当绝热剪切带总宽度为0.0705mm时,w5%的稳定值接近Ti-6Al-4V绝热剪切带宽度的下限(12μm)。绝热剪切带宽度受多种因素影响,例如,材料特性、加载速度、环境温度、应力及应变状态。本文的分析是在绝热条件下进行的,不存在塑性功率与热传导达到平衡(稳态)的假定。     

基于梯度塑性理论的单向拉伸低碳钢试样颈缩分析

采用非局部的梯度塑性理论 ,得到了断面收缩率及颈缩区内部不同位置直径的解析解。应变软化越严重 ,颈缩程度越大。在颈缩区域中部 ,半径最小。在颈缩区域内轴向拉应力分布是不均匀的 ,在颈缩区域中部 ,其值最大 ,而在颈缩区域边缘 ,其值最小。随着流动拉应力的降低 ,颈缩区域中部的真应力持续增加。在应变软化过程中 ,断面收缩率持续增加 ,但增加的速度越来越慢。梯度塑性理论可以较好的描述低碳钢等韧性金属材料的局部化颈缩现象     

Phenomenon of transformed adiabatic shear band surrounded by deformed adiabatic shear band of ductile metal

The coexistent phenomenon of deformed and transformed adiabatic shear bands（ASBs） of ductile metal was analyzed using the JOHNSON-COOK model and gradient-dependent plasticity（GDP）. The effects of melting point, density, heat capacity and work to heat conversion factor were investigated. Higher work to heat conversion factor, lower density, lower heat capacity and higher melting point lead to wider transformed ASB and higher local plastic shear deformation between deformed and transformed ASBs. Higher work to heat conversion factor, lower density, lower heat capacity and lower melting point cause higher local plastic shear deformation in the deformed ASB. Three reasons for the scatter in experimental data on the ASB width were pointed out and the advantages of the work were discussed. If the transformed ASB width is used to back-calculate the internal length parameter in the GDP, undoubtedly, the parameter will be extremely underestimated.     

Temperature distribution in adiabatic shear band for ductile metal based on JOHNSON-COOK and gradient plasticity models

1 Introduction Adiabatic shear localization is one of the most important deformation and failure mechanisms in some titanium alloys subjected to moderate and high shear strain rates. Adiabatic shear band(ASB) can be observed in various applications, such as metal forming, perforation, impact on structures, ballistic impact, machining, torsion, explosive fragmentation, grinding, interfacial friction, powder compaction and granular flow[1?15]. The formation of ASBs is often followed by ductile…     

非均匀变形测量环绕测点子区分割DIC方法研究

为了改善传统数字图像相关(DIC)方法的剪切带边界附近位移测量精度较差和现有子区分割方法分割线不易确定的缺点,本文提出了环绕测点子区分割一阶DIC方法,其实质是将相关性不好的原始子区以测点为中心有限细分,利用一阶DIC方法搜索到相关性最好的后代子区(在剪切带边界附近且位于变形相对均匀区域).通过对基于梯度塑性理论和仿射...     

扩容角对圆形巷道岩爆过程的影响

利用FLAC模拟了不同扩容角时圆形巷道的岩爆过程。为了模拟巷道开挖,利用编写的FISH函数删除巷道内部的单元。岩石服从莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的破坏准则,破坏之后呈现应变软化—理想塑性行为。文章的模拟分为3步:首先,将静水压力施加在模型上,直到达到静力平衡状态;然后,利用编写的FISH函数,开挖巷道;最后,计算重新开始,直到达到静力平衡状态。模拟结果表明,随着扩容角的增加,剪切带变宽,岩爆坑变深,破坏单元数目增多,破坏区变大。当扩容角较低时,高剪切应变集中于"狗耳"形岩爆坑位置,剪切带与巷道周边切线之间的夹角较大;当扩容角较高时,高剪切应变集中于巷道周边的一些位置上,剪切带与巷道周边切线之间的夹角较小。该研究结果与Roscoe,Arthur理论相符。     

Effect of Relative Stress on Post-Peak Uniaxial Compression Fracture Energy of Concrete

1　IntroductionItisrealizedthatthelinearelasticfracturemechan icsisnownotapplicabletofractureinordinaryconcretestructures .Todescribethesofteningbehaviorofconcrete ,differentmodelsbasedonnon linearfracturemechanicalideaswereproposed ,suchasthefictitiouscrackmodel[1](FCM )byHillerborgetal.(1976 ) ,thecrackbandmodel[2 ] byBazant (1983) ,andthetwo parameterfrac turemodel[3 ] byJenqandShah (1985 ) .ThedifficultywithFCMliesindeterminingtheval uesofthethreeparametersbyexperiments .Toobtaintheval…     

平面应变含缺陷岩样变形破坏全过程数值模拟

采用拉格朗日元法(FLAC)研究了左边界有缺陷的压缩岩样剪切带的启动及演变规律，峰后本构关系采用线性应变软化模型．计算结果表明，在应力一时步曲线峰值之前，剪切带首先出现在缺陷附近，直到贯通试样右边界；在剪切带传播过程中，塑性区沿切向及法线向外扩展；剪切带内部单元的剪切应变率一时步曲线经历了稳定、线性上升和非线性上升3个阶段．然而，剪切应变增量随时步持续增加．剪切带倾角接近于Arthur倾角，表明数值计算结果是可信的。     

基于能量原理的岩样单轴压缩剪切破坏失稳判据

利用能量原理对倾斜的剪切带-带外弹性岩石构成的系统的稳定性进行了研究。单轴压缩岩样沿轴向的变形被分解为两部分,带外弹性岩石压缩引起的变形和剪切带错动引起的变形。后者与剪切带的相对剪切变形具有简单的几何关系。系统的总势能由剪切带的弹性及耗散势能和带外弹性岩石对剪切带所作的外力功构成。剪切带的弹性及耗散势能与剪切带的体积有关系。剪切带的尺寸由梯度塑性理论确定。将系统的总势能对相对剪切变形求一阶导数(等于零),得到了弹性岩石的平衡条件。将总势能对相对剪切变形求二阶导数(小于零),得到了系统的失稳判据。它综合反映了岩石材料弹性及应变软化阶段本构参数(弹性模量及软化模量)、剪切带之外弹性岩石的尺寸、剪切带的尺寸及系统的结构形式(剪切带倾角)对系统稳定性的影响。失稳判据比以往所得到的失稳判据更严格,更精确,更具有广泛意义。     

缺陷数目对岩样声发射及应变能降低的影响

利用拉格朗日元法(FLAc)模拟了单轴平面应变压缩条件下缺陷数目对含初始随机材料缺陷岩石试样声发射及弹性应变能降低的影响.比密实岩石弱的缺陷在破坏之后经历理想塑性行为.密实岩石在破坏之后先是经历线性应变软化行为,然后是理想塑性行为.随着缺陷数目的增加,每10个时间步内弹性应变能降低量(弹性应变能降低率)的峰值有下降的趋势.峰后的应力一应变曲线越陡峭,弹性应变能降低率的峰值越高.弹性应变能降低率的峰值发生于应变软化阶段.随着缺陷数目的增加,弹性应变能降低总量有降低的趋势.密实岩石的破坏使弹性应变能降低总量快速增加,随着施加应变的增加,其增加速度变缓.含缺陷试样可以较好地模拟岩石类材料的真实破坏过程,均质试样(不包含任何缺陷)则不然.