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横观各向同性岩石弹塑性本构模型与参数求解方法研究
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作者 王者超 宗智 +2 位作者 乔丽苹 李术才 李崴 《岩土工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期1457-1465,共9页
地层中普遍存在层理状岩石,这些岩石细观结构具有显著的方向性,从而引起了其变形与强度具有横观各向同性。采用弹性力学与广义塑性力学基本理论,建立了岩石横观各向同性弹塑性本构模型:弹性部分采用广义胡克定律描述,塑性部分采用基于... 地层中普遍存在层理状岩石,这些岩石细观结构具有显著的方向性,从而引起了其变形与强度具有横观各向同性。采用弹性力学与广义塑性力学基本理论,建立了岩石横观各向同性弹塑性本构模型:弹性部分采用广义胡克定律描述,塑性部分采用基于广义八面体剪应力的屈服准则和势函数、非关联流动法则和应变硬化准则描述。该模型屈服面为外凸的非等截距椭圆截面角锥体,在各向同性条件下可退化为米塞斯屈服准则。提出了模型参数求解方法:弹性参数采用三轴压缩和扭转试验联合求解;塑性参数采用不同层理方向试样的三轴压缩试验求解。以炭质板岩为例,验证了所提出的横观各向同性弹塑性模型和参数求解方法,验证结果表明所提模型较好地反映了岩石的横观各向同性,参数求解方法简单有效。此外,还根据试验数据分析了炭质板岩塑性势方向性和弹塑性参数耦合特征。研究成果将为丰富岩石力学基本理论和解决相关工程问题提供理论基础。 展开更多
关键词 炭质板岩 横观各向同性 弹塑性模型 模型参数 屈服准则 流动法则 硬化准则 参数耦合
非理想材料塑性本构关系的研究现状及发展方向
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作者 苑世剑 何祝斌 胡卫龙 《塑性工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期1-10,共10页
介绍了金属材料塑性本构关系的研究与应用现状,阐述了塑性本构中屈服方程和塑性位势方程的物理含义及其相互关系,分析了现有塑性本构关系用于工程材料塑性变形分析时存在的主要问题,重点分析了实验数据应用导致的预测误差、屈服方程与... 介绍了金属材料塑性本构关系的研究与应用现状,阐述了塑性本构中屈服方程和塑性位势方程的物理含义及其相互关系,分析了现有塑性本构关系用于工程材料塑性变形分析时存在的主要问题,重点分析了实验数据应用导致的预测误差、屈服方程与塑性位势相关联假设条件所导致的不能同时反映屈服和流动的问题以及数学模型和本构关系基本结构方面存在的问题,讨论了发展非理想材料(各向异性材料、压力敏感材料等)塑性本构关系亟待解决的理论和实验难题,指出了非理想材料塑性本构关系的若干发展方向。突破经典塑性力学的理论体系、建立全新的"非关联"各向异性材料塑性本构关系理论体系,需要在理论模型、实验方法、数值仿真及工程应用等环节开展相关研究。 展开更多
关键词 非理想材料 本构关系 屈服准则 塑性位势 各向异性
茂木式真三轴试验机的端部摩擦效应 被引量:1
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作者 范鹏贤 李颖 +2 位作者 赵跃堂 董璐 马林建 《岩石力学与工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期2720-2730,共11页
茂木式真三轴试验中需要在加载装置和试件之间至少设置两对刚性接触的垫块,由于加载过程中端部摩擦限制了试件的自由变形,因而提高了试样的测试强度。为定量评估端部摩擦效应,采用同一批红砂岩试样开展不同端部摩擦因数和中间主应力条... 茂木式真三轴试验中需要在加载装置和试件之间至少设置两对刚性接触的垫块,由于加载过程中端部摩擦限制了试件的自由变形,因而提高了试样的测试强度。为定量评估端部摩擦效应,采用同一批红砂岩试样开展不同端部摩擦因数和中间主应力条件下的双向压缩试验,试验结果表明,不同端部摩擦因数条件下的试件强度测试值存在显著差异,相同中间主应力条件下摩擦因数从0.12提高到0.28时,最大主应力极限值提高5.5%~43%。基于试验数据分析采用不同破坏准则时摩擦效应的合理性,结果表明应变能准则对双向受压工况适用性最好。基于试验数据和应变能准则,建立摩擦效应的定量表达式,绘制考虑摩擦效应的中间主应力效应曲线,分析摩擦效应对1 2?-?曲线形状的影响,分析结果与试验数据吻合良好。通过试验揭示摩擦效应的重要影响,建立定量分析模型,对于评价真三轴试验数据的可靠性具有重要参考意义。 展开更多
关键词 岩石力学 真三轴试验机 端部摩擦效应 双向受压 破坏准则
屈服准则和硬化模型对5052铝板回弹仿真的影响 预览 被引量:2
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作者 余海燕 沈嘉怡 王友 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期29-34,共6页
为选择适合于5052铝合金回弹仿真的材料模型,对LS-Dyna软件中4个材料模型MAT<sub>3</sub>6、MAT<sub>1</sub>22、MAT<sub>1</sub>25和MAT<sub>2</sub>26所采用的屈服准则和硬化模型... 为选择适合于5052铝合金回弹仿真的材料模型,对LS-Dyna软件中4个材料模型MAT<sub>3</sub>6、MAT<sub>1</sub>22、MAT<sub>1</sub>25和MAT<sub>2</sub>26所采用的屈服准则和硬化模型进行了分析,采用这4个模型对5052铝板U形件的回弹进行了仿真,对回弹过程中圆角区的应力释放进行了讨论.同时,进行了U形件的回弹试验,并与仿真结果进行了比较.结果表明,4个材料模型中,基于Yoshida-Uemori随动硬化模型和Barlat’89屈服准则的材料模型MAT<sub>2</sub>26具有最好的回弹预测精度,由各向同性硬化模型和Hill’48屈服准则组合的材料模型MAT<sub>1</sub>22的回弹预测结果与试验结果的偏差最大.硬化模型对回弹预测精度的影响大于屈服准则的影响. 展开更多
关键词 屈服准则 硬化模型 回弹仿真 铝板 冲压成形
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铝合金板弯曲回弹试验与有限元仿真 被引量:10
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作者 王巍 李东升 李小强 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期160-164,共5页
采用NUMISHEET’2002会议提出的铝合金板6111-T4大曲率半径纯弯曲回弹试验方案,在不同冲压行程下,对板料不同轧制方向的回弹角、成形力等进行试验研究。基于有限元软件eta/Dynaform,运用Hill’48屈服准则和Barlat’89屈服准则,模... 采用NUMISHEET’2002会议提出的铝合金板6111-T4大曲率半径纯弯曲回弹试验方案,在不同冲压行程下,对板料不同轧制方向的回弹角、成形力等进行试验研究。基于有限元软件eta/Dynaform,运用Hill’48屈服准则和Barlat’89屈服准则,模型分别采用指数强化模型和线性强化模型进行有限元仿真,与试验结果对比表明:随着凸模行程增加,冲压力增大,回弹后夹角增大;采用Barlat’89屈服准则和指数强化模型板料回弹值精度最高,误差为8.86%;采用Hill’48屈服准则和指数强化模型次之,误差为14.67%;屈服准则的选取对预测板料回弹量有较大影响,而强化模式的选取对回弹量的影响则不显著。 展开更多
关键词 铝合金板 弯曲回弹 屈服准则 强化模型 有限元
从耗散率函数看黏性与塑性间的内在联系 预览 被引量:2
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作者 胡亚元 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1090-1094,1106共6页
利用热力学的基本定律和内应变率空间中的最大Homilton耗散率原理,建立了黏性和塑性相统一的广义黏弹性本构理论.利用凸分析数学理论,阐明了内应变率空间中的最大Homilton耗散率原理等价于内应力空间中的最大Lagrange耗散率原理.当Homil... 利用热力学的基本定律和内应变率空间中的最大Homilton耗散率原理,建立了黏性和塑性相统一的广义黏弹性本构理论.利用凸分析数学理论,阐明了内应变率空间中的最大Homilton耗散率原理等价于内应力空间中的最大Lagrange耗散率原理.当Homilton耗散率函数为内应变速率的一次欧拉齐次函数时,材料的黏性特性退化为塑性特性,最大Lagrange耗散率原理退化为Hill最大塑性功原理,因此,塑性是材料广义黏性的一种特例.选取不同的自由能函数和耗散率函数,利用最大Homilton耗散率原理和最大Lagrange耗散率原理,建立了准Maxwell模型、准Kelvin模型和准临界状态黏弹性模型,证明了广义Von Mises屈服准则、广义Von Mises线性运动硬化屈服准则和魏汝龙临界状态屈服准则是准Maxwell模型、准Kelvin模型和准临界状态黏弹性模型当耗散率函数为一次欧拉齐次函数时的特例.通过数值算例和图可以直观地验证上述结论的可靠性. 展开更多
关键词 最大耗散率原理 黏性 塑性 自由能 屈服准则
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纳米硅水泥土弹塑性本构模型研究 预览 被引量:3
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作者 王立峰 朱向荣 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期 94-98,共5页
在试验的基础上,以塑性理论为指导,假定偏平面上纳米硅水泥土的拉压力屈服点以椭圆线相连,建立了纳米硅水泥土的屈服准则;采用相关联的流动法则,假定塑性功硬化规则,推导出纳米硅水泥土材料的弹塑性本构关系;用推导出的公式可以... 在试验的基础上,以塑性理论为指导,假定偏平面上纳米硅水泥土的拉压力屈服点以椭圆线相连,建立了纳米硅水泥土的屈服准则;采用相关联的流动法则,假定塑性功硬化规则,推导出纳米硅水泥土材料的弹塑性本构关系;用推导出的公式可以计算出纳米硅水泥土的多轴强度理论值.结果表明,在不同静水压力下,纳米硅水泥土的包络线可区分为直线型和抛物线型;直线型偏平面在不同静水压力下,包络线以相似的形状向外扩张;而抛物线型偏平面由椭圆形向圆形过渡,曲线在各应力主轴上的迹点变得越来越光滑.同时给出了弹塑性本构方程中硬化模量的一般形式,结合试验资料,可方便地求出硬化模量,从而计算出纳米硅水泥土在不同应力水平下的应变值. 展开更多
关键词 纳米硅 水泥土 屈服准则 本构模型
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平面应变板料拉弯成形回弹理论分析 预览 被引量:9
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作者 张冬娟 崔振山 +1 位作者 李玉强 阮雪榆 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2007年第7期 66-71,共6页
基于平面应变假设,采用服从Hill平方屈服准则和指数强化材料模型,建立了板料拉弯成形回弹量预测的理论模型。应用该模型计算了一个拉弯成形回弹实例,分析了单位宽度切向拉力、凸模圆角半径、摩擦因数及各向异性参数对板料回弹量的影... 基于平面应变假设,采用服从Hill平方屈服准则和指数强化材料模型,建立了板料拉弯成形回弹量预测的理论模型。应用该模型计算了一个拉弯成形回弹实例,分析了单位宽度切向拉力、凸模圆角半径、摩擦因数及各向异性参数对板料回弹量的影响。分析结果表明,只有当中性层偏移距离超过板厚的四分之一时,增大切向拉力才能有效地控制板料回弹量,而且弯曲半径越大,增大切向拉力控制板料的回弹量越为有效,然而拉力不能无限制的增大,它的计算准则为板料最外层的等效应变应不大于极限应变。同时还表明,摩擦因数对板料回弹量的影响随切向拉力的增大变得更为显著,而各向异性参数对板料拉弯成形回弹量的影响也较为明显。与有限元数值模拟预测结果的对比表明,理论模型预测板料拉弯成形回弹量与有限元数值模拟结果很接近。 展开更多
关键词 平面应变 屈服准则 指数强化 拉弯 回弹 各向异性
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Koyna混凝土重力坝的塑性地震损伤响应分析 预览 被引量:10
9
作者 邵长江 钱永久 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期 129-131,共3页
考虑了混凝土拉压异性损伤变量,根据相关流动法则推导了混凝土的损伤本构方程。通过有限元方法模拟坝体在地震激励下的非线性损伤演化过程,数值计算过程中考虑了库坝动力耦合及混凝土后继屈服的强化效应,采用四参数Ottosen屈服准则... 考虑了混凝土拉压异性损伤变量,根据相关流动法则推导了混凝土的损伤本构方程。通过有限元方法模拟坝体在地震激励下的非线性损伤演化过程,数值计算过程中考虑了库坝动力耦合及混凝土后继屈服的强化效应,采用四参数Ottosen屈服准则及相应的损伤型本构,算例验证了Koyna混凝土重力坝在竖向和横向实测地震激励下的非线性损伤响应特性。 展开更多
关键词 混凝土重力坝 地震损伤 损伤本构 屈服函数 流固耦合
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材料强化模型对板料回弹量的影响 预览 被引量:9
10
作者 张冬娟 崔振山 +1 位作者 李玉强 阮雪榆 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期 1671-1674,共4页
基于Lemaitre and Chaboche非线性随动强化理论、等向强化和Mises屈服准则,建立了复杂加载模式下非线性混合强化材料模型的弹塑性应力应变本构关系,并采用Backward Euler切向预测径向返回算法计算应力应变增量.基于ABAQUS开发式程序接口... 基于Lemaitre and Chaboche非线性随动强化理论、等向强化和Mises屈服准则,建立了复杂加载模式下非线性混合强化材料模型的弹塑性应力应变本构关系,并采用Backward Euler切向预测径向返回算法计算应力应变增量.基于ABAQUS开发式程序接口,编写了非线性混合强化材料模型用户子程序.以Numisheet'93板料U型弯曲考题为例,分析了不同材料强化模型对板料回弹量的影响.结果表明,线性随动强化因模拟板料成形后的应力最小而低估了回弹量,各向同性强化因模拟成形后的应力最大而使预测的回弹量偏大.与Numisheet'93实验值的比较可知,对于复杂加载问题,采用非线性混合强化材料模型预测板料回弹量的精度最高. 展开更多
关键词 非线性随动强化 屈服准则 本构关系 径向返回算法
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宽板大曲率半径纯弯曲回弹量理论分析 预览 被引量:4
11
作者 张冬娟 崔振山 +1 位作者 李玉强 阮雪榆 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第10期 77-81,共5页
针对各向异性板料的大曲率弯曲回弹问题,建立了服从Hill屈服准则和指数强化模型的平面应变纯弯曲的回弹理论模型.应用该模型计算了Numisheet'2002无约束柱面弯曲回弹的考题,与实验结果和其它理论模型计算值的对比表明,模型的回弹结果... 针对各向异性板料的大曲率弯曲回弹问题,建立了服从Hill屈服准则和指数强化模型的平面应变纯弯曲的回弹理论模型.应用该模型计算了Numisheet'2002无约束柱面弯曲回弹的考题,与实验结果和其它理论模型计算值的对比表明,模型的回弹结果与实验值很接近,其精度优于其它算法.同时还表明,屈服准则的选取对预测板料回弹量有着较大影响,而强化模型的影响则不是很显著. 展开更多
关键词 回弹 纯弯曲 各向异性 屈服准则 指数强化 平面应变
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关于岩土材料塑性屈服准则中材料参数取值条件的研究 预览 被引量:1
12
作者 段斌 何江达 李莉 《红水河》 2005年第3期 32-35,共4页
计算推导出Drucker-Prager(简称D-P)屈服准则与Mohr-Coulomb(简称C-M)屈服准则5种不同拟合条件下,5个屈服圆面积的大小关系;并采用5种屈服准则计算得出瀑布沟尾水隧洞出口天然边坡破坏发育状况,其破坏发育程度与C-M不等角六边形屈服面... 计算推导出Drucker-Prager(简称D-P)屈服准则与Mohr-Coulomb(简称C-M)屈服准则5种不同拟合条件下,5个屈服圆面积的大小关系;并采用5种屈服准则计算得出瀑布沟尾水隧洞出口天然边坡破坏发育状况,其破坏发育程度与C-M不等角六边形屈服面内角边长与外角边长比值i介于33/(2π)~1.0之间时,5个屈服圆面积的大小关系较为吻合,且i值更接近33/(2π). 展开更多
关键词 屈服准则 D-P准则 C-M准则 拟合 瀑布沟水电站
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加权三剪应力屈服准则的屈服面研究 预览
13
作者 李书歧 《河北大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2005年第6期 587-590,共4页
利用正交变换的方法,研究加权三剪应力屈服准则的屈服面,及其特例:Tresca屈服面和双剪应力屈服面.
关键词 正交变换 屈服准则 屈服面
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多重耗散函数率无关塑性力学在粘土模型中的应用 预览 被引量:5
14
作者 胡亚元 《岩土力学》 EI CSCD 北大核心 2005年第S1期,共4页
由于经典的塑性力学无法根据Drucker塑性公设从理论上证明非相关联流动准则,因而从连续介质热力学基本原理出发研究土的弹塑性模型。根据率无关塑性力学理论,通过Gibbs自由能和多个独立耗散函数,建立土的多重屈服准则及其流动准则,证明... 由于经典的塑性力学无法根据Drucker塑性公设从理论上证明非相关联流动准则,因而从连续介质热力学基本原理出发研究土的弹塑性模型。根据率无关塑性力学理论,通过Gibbs自由能和多个独立耗散函数,建立土的多重屈服准则及其流动准则,证明了屈服准则重数和独立耗散函数个数相等,分析了耗散函数形式对屈服准则和塑性流动准则的影响。分析了一簇新的能够同时考虑相关联流动准则和非相关联流动准则的粘土的Gibbs自由能和耗散函数的表达式,殷宗泽双屈服面模型是其特例,但新模型具有更为明确的物理含义,能考虑非相关联流动准则的情况。根据粘土室内实验选取了模型参数,并与实测应力-应变曲线进行对比,说明新模型可以模拟粘土的多重屈服面本构关系。 展开更多
关键词 率无关材料 耗散函数 Gibbs自由能 屈服准则
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广义双剪应力屈服准则的屈服面研究 预览 被引量:1
15
作者 李书歧 《河北大学学报:自然科学版》 CAS 2004年第6期 581-584,共4页
利用线性代数的方法,研究广义双剪应力屈服准则的屈服面,及其特例:Tresca屈服面和双剪应力屈服面.
关键词 线性代数 屈服准则 屈服面
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加权三剪应力屈服准则 预览 被引量:1
16
作者 李书歧 李海良 《河北大学学报:自然科学版》 CAS 2003年第2期 125-129,共5页
建立了加权三剪应力屈服准则,导出了根据σs/τs的比值选择权系数b的关系式,以及能够线性代替Mises屈服准则的加权系数的取值范围.
关键词 三剪应力 加权系数 屈服准则 Mises准则 线性代替
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糯扎渡大坝设计边坡稳定的有限元分析 预览 被引量:18
17
作者 张培文 陈祖煜 《中国水利水电科学研究院学报》 2003年第3期 207-210,共4页
文中阐述了强度折减的有限元方法求解边坡稳定的安全系数的分析方法,分析了屈服准则对计算边坡稳定的安全系数的影响,算例表明采用有限元方法来求解边坡稳定安全系数产生误差大的主要原因是屈服准则的选取.并对糯扎渡大坝的两种设计方... 文中阐述了强度折减的有限元方法求解边坡稳定的安全系数的分析方法,分析了屈服准则对计算边坡稳定的安全系数的影响,算例表明采用有限元方法来求解边坡稳定安全系数产生误差大的主要原因是屈服准则的选取.并对糯扎渡大坝的两种设计方案进行了分析,结果表明了该方法的可行性. 展开更多
关键词 屈服准则 安全系数 边坡稳定
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广义双τ^2屈服准则 预览 被引量:1
18
作者 李书歧 李海良 +1 位作者 张立彬 王普山 《河北大学学报:自然科学版》 CAS 2002年第3期 229-233,共5页
建立了金属材料的广义双τ2屈服准则,讨论了准则的屈服线形状,通过误差分析,给出一种能较好代替Mises准则的加权双τ2屈服准则.
关键词 广义双τ^2屈服准则 金属材料 Mises屈服准则 屈服线 误差分析 主应力 材料力学 主剪应力
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人工挖孔桩侧壁稳定的条件 预览
19
作者 陈国灿 董卫华 《福建建筑高等专科学校学报》 2002年第2期 60-62,共3页
用弹性力学方法推导出人工挖孔桩侧壁稳定条件和简单计算公式,供人工挖孔桩设计与施工参考。
关键词 人工挖孔桩 侧壁 稳定 屈服准则 弹性力学
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塑性理论的屈服准则统一形式 预览
20
作者 李书岐 张玉珍 《河北大学学报:自然科学版》 CAS 1999年第3期 229-232,共4页
建立了塑性理论的屈服准则的统一形式,讨论了敢服线形状同实验资料的比较。该屈服准则统一形式包含了塑性理论中3个常用屈服准则,适用于所有金属材料。
关键词 屈服准则 统一形式 屈服线 塑性理论
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