高聚物PMMA的受力变形行为与粘弹－塑性本构理论模型

对高聚物ＰＭＭＡ实验测定了不同（Ｔ，ε）的单轴加卸载循环的应力－应变曲线。讨论了应力促进热激活塑性变形的活化粘壶理论和塑性变形的发展规律。提出由ＳＬＳ或ＭＳ与活化粘壶作串联耦合的粘弹－塑性本构理论模型，给出了微分和积分形式的本构方程组，用于拟合求解加卸载循环的应力－应变曲线，获得良好吻合的结果。详细讨论了ＰＭＭＡ在加载过程中的受力变形行为，包括起始加载的粘弹性变形，ε＿ｖ和ε＿ｐ的互相挤占，屈服点，以及屈服后应变软化和硬化的抗衡过程。对应变软化－硬化效应提出一种新的起因于粘弹变形内禀滞后效应的理论解释，并定名为粘弹软化－强化效应。对所包含的粘弹变形成分，从Ｅ＿ｖ的移位因子和归一化应力－应变主曲线两方面，讨论了可能存在的率温等效关系。     

国产航空有机玻璃(PMMA)的压缩应力-应变行为研究 Ⅰ.试验方法和试验结果

本文以飞机座舱透明体经受鸟撞击的损伤分析为背景,详细报道了透明体材料——3~#航空有机玻璃在不同温度和中、低应变率下的单轴压缩应力-应变行为的实验测试结果。给出了6个温度和7个应变率档次,共41组试验的加卸载循环的应力-应变表征曲线,并对采用的试验方法和结果的可靠性及其精确度作了广泛的讨论说明。     

国产航空有机玻璃(PMMA)的非线性应力松弛行为研究

实验测定了国产航空有机玻璃PMMA在室温(20℃)、3—20.45％应变量范围内的应力松驰曲线。将用于表述中低应变率下加卸载循环的应力—应变行为的非线性本构理论,也即以考虑弹性和粘弹性变形的标准线性体和考虑塑性变形的活化粘壶作串联耦合的本构模型扩展应用到应力松弛状态,给出了相应的本构理论方程。对实验测得的应力松弛曲线进行数值拟合计算,吻合结果良好。表明所提出的本构模型也适用于描述PMMA的非线性应力松弛行为。得到了平衡态的应力一应变曲线,曲线的单调变化,表明不存在屈服极大值及以后的应变软化效应。     

玻璃态高聚物PMMA非线性粘弹-塑性本构方程的恒应变率近似解析解

本文基于粘弹-塑性耦合的本构理论模型和玻璃态高聚物PMMA在室温(T=298 K)和应变率ε=1.0×10~(-4)-1.0×10~(-1)s~(-1)范围内实测的单轴压缩加卸载循环的应力-应变曲线,给出了非线性粘弹-塑性本构方程在恒定应变率条件下的一个近似解析解,理论计算与实测的应力-应变曲线比较结果表明:在上述试验条件范围,吻合情况十分良好。     

列车荷载下海相沉积软土循环累积变形研究

以宁波轨道交通1号线②、③和④层海相沉积软土为对象,进行GDS单向振动三轴试验,研究了不同动应力幅值和频率作用下软土的动力学特性.结果表明：动力幅值越大,循环累积塑性变形越大,动应力的幅值大小对累积塑性变形有较明显的影响;在动应力为12kPa时,④层粘土的累积塑性应变比相同条件下②层和③层土的应变大;在相同动应力幅值时,②和④层土随频率增大,③层土则相反.最后,利用修正的指数模型对循环加载累积塑性应变的变化进行拟合,并得到了优化的模型参数.     

分级循环荷载下泥岩的非线性特征参数试验

通过变幅分级循环荷载试验,研究了泥岩的滞回曲线特性,荷载循环次数以及不同动应力幅值对泥岩阻尼比、动弹性模量变化规律的影响.试验结果表明,泥岩的滞回曲线特征与泥岩的黏弹性特性、塑性变形及压密的难易程度有关.加载阶段应变可能滞后或同步于应力,卸载阶段应变滞后于应力.在常幅循环加载阶段,泥岩的阻尼比与动弹性模量都会随着循环次数的增加而收敛于稳定值;在变幅分级循环加载阶段,阻尼比与动弹性模量都随动应力幅值增加呈增加的趋势.     

基于内变量理论的岩土材料本构关系研究

通过对基于经典弹塑性力学本构理论的岩土材料本构关系的分析，讨论了经典弹塑性力学本构理论存在的问题及局限性．根据现代连续介质力学热力力学原理和内变量理论，给出岩土材料本构关系中屈服函数的物理意义、屈服函数和耗散函数之间的关系；给出一种新的确定岩土材料弹塑性本构关系的方法．根据这一新方法推导了增量型本构关系的弹塑性矩阵，给出了塑性应变增量的表达式，证明了弹塑性耦合下的广义正交法则．说明了基于内变量理论的岩土材料弹塑性本构关系需要进一步探讨的问题．     

TiNi形状记忆合金的高应变率效应(英文)

近年来由于制造加工技术的改善,形状记忆效应和TiNi合金得到研究者、工程师和设计人员越来越多的关注.对形状记忆合金在高应变率下行为的理解取得了较大的进展.文章回顾了钛镍形状记忆合金在高应变率加载下行为的研究进展,并给出了研究年表.观测了在不同温度和应变率下的热-力学响应,以及高应变率对TiNi形状记忆合金的功能特性的影响.提出基于屈服准则来描述马氏体TiNi形状记忆合金的动态力学行为.在实验中通过控制电脉冲的幅度和宽度,确定导致马氏体TiNi合金非弹性应变的临界载荷幅值和特征时间,以及确定基于"孵化时间"概念的屈服参数.     

环氧树脂在高应变率下的热粘弹性本构方程和时温等效性

在—20℃～100℃的温度范围内用SHPB实验技术研究了环氧树脂在高应变率(10~2～10~3s~(-1))和直到7.5％大应变下的粘弹性力学行为。提出了一个简单实用的非线性热粘弹性本构方程,并发现存在一种时温等效性。在加卸载全过程中,理论计算值与实验结果相当符合。     

金属材料的高应变率塑性变形及纳米化

塑性变形方法是目前研究与制备金属纳米晶材料的技术方法之一,包括低应变率变形和高应变率变形2种．作者对金属材料在表面机械研磨和高能球磨这2种高应变率塑性变形条件下的微观组织演化及纳米晶形成机理的研究和最新进展进行了综述,旨在更好地理解该力学条件下金属材料的纳米化现象,以促进纳米材料的制备研究．     

低阻抗多孔材料动态弹性模量和剪切模量实验测定

介绍了PVDF压电特性，讨论了用PVDF压电计直接测SHPB实验中试件两端面的应力－时间曲线。并以泡沫铝为例，说明了PVDF压电计能够解决低阻抗多孔材料SHPB实验技术难题。同时，采用在试件的轴向和周向粘贴应变片实测试件的初始段应变－时间曲线，由周向应变与轴向应变之比求得动态泊松比。取轴向实测初始段应变－时间关系再结合PVDF压电计实测到的试件初始段应力－时间关系消去时间参数，可得到试件应力应变关系的初始段，其斜率即为在高应变率下试件的动态杨氏模量，进而与泊松比计算求得动态剪切模量。     

弹塑性断裂的内参量热力学分析 Ⅱ.弹塑性裂纹体的裂纹扩展

采用内参量热力学方法讨论弹性—理想塑性体的裂纹扩展,主要在下两方面有更进一步的理论分析。一是对弹塑性断裂力学中的各种能量关系作出了统一的整理,讨论了弹塑性裂纹体的裂纹扩展和塑性变形的驱动力与阻尼力,并给出了相应的过程准则表达式以及能用于弹塑性柔度标定的计算公式。二是以中心裂纹体为例,分析了裂纹扩展的热力学稳定性条件,明确弹塑性裂纹扩展的热力学稳定性的全局性条件是不能满足的,然后转而结合具体的极限势函数方程来讨论恒位移状态下满足稳定性的局域性条件的各有关情况,区分出裂纹失稳扩展—止裂、明显稳定扩展(撕裂)和缓慢稳定扩展三种情况,并举例给出了应变—裂纹长大和应力—应变的计算曲线。     

泡沫铝芯体夹层板的冲击力学性能研究

研究了不同应变率下泡沫铝夹层板的动态压缩应力-应变响应特性、吸能特性和应变率敏感性.实验结果表明:泡沫铝夹层板的动态应力应变曲线也具有泡沫材料的应力应变曲线的"三阶段"特征.泡沫铝芯体夹层板与泡沫铝相比,具有更高的屈服极限和更好的缓冲吸能特性.     

冲击载荷下灰口铸铁力学行为的率效应及其破坏特性

利用ＳＨＰＢ压杆及Ｉｎｓｔｒｏｎ液压伺服材料试验机对灰口铸铁从准静态（应变率１０＾－４ｓ＾－１）列冲击动态（应变率４＊１０＾３ｓ＾－１）进行了宏观与微观相结合的试验研究,得到了该材料在不同应变率下的应力－应变曲线。实验结果表明,灰口帮铁在塑性变形初期对应变率不敏感,随应变增大则具有一定的应变率硬化效应,但在更高应变率下随应变增大会出现反向应变率效应,这些特性与灰口铸铁源于片状石墨处内部微裂纹纹成核     

断裂表面的分形维数及其测量

本文介绍了作为表征断裂表面特征参数的分形维数的概念及其在非平面表面定量分析与微观断裂机制研究中的应用。具体介绍了测定断裂表面分形维数的各种实验方法,并对各种材料的实验结果和不同的观点进行了综述与讨论。     

铸镁合金ZM_5-T_4本构特性的宏观与微观研究

本文运用宏观和微观研究相结合的方法,对国产航空铸镁合金ZM5-T4在应变率为10~(-6)-10~3/s范围作了轴向准静态和冲击压缩试验研究。结果表明:在室温下该材料的应变率敏感性与铸态组织缺陷所引起的试验数据分散性相比是可忽略的。同时还观察到随塑性变形所发展的微裂纹有随应变率增高而增多的倾向。这种与微裂纹演化发展相关的“应变率弱化”效应有可能是抵消位错运动的应变率强化效应而导致综合应变率敏感性降低的主要原因。     

不同应变率下玻璃态高聚物非线性屈服后行为的唯象本构定律

基于描述高温下金属行为的方法并经过修改状态变量本构方程，本研究提出一个无定形高聚物的粘塑性行为的模型．该模型包括了应变率敏感性效应，应变软化效应和应变硬化效应．在不同应变率和低于玻璃态转变温度(Tg)范围内，利用已发表的单轴试验的实验数据给出了一个确定模型参数的方法。数值算法表明该模型能较好预示屈服后的本征软化以及随之而产生的渐进定向硬化，尤其是对无定形玻璃态高聚物．     

Lagrange型有限变形弹塑性本构理论

Casey和Naghdi（1992）指出，塑性本构理论中引入的量如塑性应变和背应力张量等至少在理论上必须有明确的定义。从而使理论可进行实验验证。根据Dafalias（1988）和Chen（1999）背应力张量和塑性应变张量的定义，在Naghdi等的理论框架下建立了Lagrange型的有限变形弹塑性本构理论。讨论了Ilyushin公设导致的正交流动法则和对弹性响应泛函的限制条件。进一步讨论了由于使用上述背应力张量的定义对屈服函数形式的限制。     

混凝土结构动态安全分析的重要基础──混凝土动态力学性能

混凝土结构在爆炸与冲击载荷下的安全分析通常应计及两种最基本的动力学效应，即结构的应力波效应和材料的应变率效应。然而混凝上结构中的应力波传播特性实际上又依赖于混凝土在高应变率下的率型本构关系。本文回顾讨论了这方面的研究进展情况，包括混凝土弹性摸量，抗压强度，断裂应变等重要强度参数对应变率的相关性，特别强调混凝上率型本构夫系的研究、以及计及损伤演化的重要性。最后指出研究中存在的问题，及今后的发展趋势。     

混凝土弹塑性破坏计算模型

根据混凝土破坏面的几何特性,本文提出了改进的混凝土五参数椭圆抛物面破坏准则,并给出了混凝土线性混合强化弹塑性本构关系,有关计算参数可方便地采用试验指标确定。本文理论同试验资料吻合较好,采用的屈服与破坏准则消除了某些常用屈服面的奇异性,使计算处理简化,描述准确。