聊聊动态塑性和黏塑性

固体力学研究者致力于具有应力-应变本构关系（以下简称为形变型本构关系）的变形体的力学响应研究,而流体力学研究者致力于具有应力-应变率本构关系（以下简称为流动型本构关系）的流动体的力学响应研究。当涉及结构和材料的动态塑性时,到底应该用“塑性变形”还是“塑性流动”来表示？本文从宏观塑性本构理论和微观位错动力学机理两个角度,分别讨论并指出塑性本构关系属于流动型黏塑性率相关本构关系,且同时适用于加载和卸载;因而不应该用应力-应变图来描述塑性加-卸载过程。弹塑性本构关系则是一种形变型和流动型本构关系的耦合。     

梯度塑性的有限元分析及应变局部化模拟

对梯度塑性连续体提出了一个有限元方法．内状态变量的Ｌａｐｌａｃｉａｎ的确定基于它在求积点邻域的最小二乘方多项式近似．具体地考虑了具有一点求积和Ｈｏｕｒｇｌａｓｓ控制特点的基于胡海昌－Ｗａｓｈｉｚｕ变分原理的混合应变元和单元平均意义下的ｖｏｎ－Ｍｉｓｅｓ屈服准则．解析地导出了梯度塑性下一致性单元切线刚度矩阵和速率本构方程的一致性积分算法．在所建议的非局部化途径中求积点的一致性条件在非局部化意义下逐点精确满足．数值例题表明所提出的非经典连续体的有限元方法求解应变局部化问题的有效性     

塑性动力学和动态塑性失稳回顾

首先说明这篇文章不是关于此论题的一般综述,只是一些个人见解,同时介绍了在中国做过的一些工作,最近的综述请参阅Jones的文章      

塑性理论在桩端盖机设计中的应用

桩端盖机设计和生产必须解决塑性极限弯矩、配套电动机功率、工件下料尺寸等计算问题．把桩端盖机的工件加工过程视为一个塑性折弯过程，根据问题的特点，提出基于Tresca屈服准则的一种简化计算方法，解决了工件在塑性折弯过程中的受力分析、应力和变形分析等问题，得到相应的数学表达式．最后结合某厂生产实际给出了一个计算实例，为桩端盖机设计提供了理论依据．     

基于OTTOSEN准则的混凝土粘塑性力学模型

研究了混凝土的弹．粘塑性动态本构关系,提出一个应变率相关的非线性混凝土模型．模型改进Bicanic的混凝土塑性间断面变化规律和Ottosen的四参数屈服准则,建立冲击荷载下的混凝土本构方程,可以应用于地震和爆炸作用下混凝土材料响应的研究．根据混凝土动态实验结果对应变率和材料强度的关系提出合理假设,考虑以往被忽略的材料峰值应变和泊松比随应变率的变化．模型包含静水压力参数和动态塑性损伤因子,可以有效地反映混凝土的动态力学行为,为其动态问题的研究提供有益的思路和有效的工具．     

考虑材料循环塑性的疲劳裂纹扩展模拟

提出了一种考虑材料循环塑性性能的研究疲劳裂纹扩展与闭合行为的有限元模拟方法．对所选用的循环塑性本构关系进行了基本实验检验．探讨了在疲劳裂纹扩展有限元分析中网格尺寸的影响，给出了网格优化准则．研究了在循环硬化条件下考虑裂纹合效应时裂纹面张开廓形、裂纹尖端应力、应变场和正反向塑性区的演变规律．对于循环硬化和不同循环应力比Ｒ等因素对裂纹张开应力水平的影响也作了考察     

弹-粘塑性扭转与弯曲

讨论弹－粘塑性材料圆轴的扭转与梁的纯弯曲问题．应用材料力学的方法，简捷地得出了问题的解答     

有限塑性应变与应变率及其在晶体塑性中的表示

首先对变形梯度的塑性乘积分解的唯一性问题进行了分析,结果表明在放松了的或中间构形上所定义的应变对应着唯一的乘积分解,即Ｌｅｅ分解,尔后分析研究了该类型的应变及应变率,建立了客观塑性变率与变形率之间的关系,最后在不同构形中给出了塑性应变在晶体塑性中的表示,建立了塑性滑移率与应变及应变率之间的关系。     

拉伸杆的弹粘塑性解

本文分析了弹粘塑性拉杆的蠕变特性与松弛特性．     

多晶金属弹粘塑性的取向元模型

基于“三维组集式本构模型”［１～３］，运用功共轭原理和场平均方法，发展了一种“取向元”概念——多晶聚集体内具有相同取向的滑移系集的一个体积平均意义上的代表性元素；由一维的率（粘性）敏感“取向元”，通过在取向空间里的积分，获得了三维的弹粘塑性本构方程式，并模拟了蠕变和松弛现象．与以往的粘塑性模型相比，本文模型不仅能同时考虑多晶金属材料的率相关性和路径相关性，而且由于引入了物理机制，因而具有较强的预测能力．数值算例也展示了该模型的合理性     

松弛与蠕变力学特性转换关系的研究

本文首先论述了拉伸应力松弛模量Ｅ（ｔ）与拉伸蠕变柔量Ｄ（ｔ）之间的近似与精确转换关系式，提出一种诊断Ｄ（ｔ）的数值积分算法，通过应力松弛模量实验给出一种固体推进剂Ｅ（ｔ）和Ｄ（ｔ）的实测与转换计算结果，计算结果有较小的误差具有重要的实用价值。     

对MM-200型磨损试验机摩擦系数计算公式的修正

对ＭＭ－２００型磨损试验机摩擦系数计算公式重新进行了推导和计算,所得公式与原公式相比可降低求解摩擦系数时的误差．原公式在试环与试块之间的接触角增大时,误差也随之增大,使得试验数据的可靠性和可比性严重降低,因此必须对原计算公式进行修正．     

热套轮盘对轴段弯曲刚度的影响系数计算

本文分析了热套轮盘对轴段弯曲刚度的影响，首次提出了影响系数的计算公式，计算结果与实验数据符合得较好，趋势一致。     

PELE贯穿薄靶后外壳破片径向速度计算方法与影响因素分析

基于横向效应增强型弹丸(PELE)侵彻金属薄靶板过程分析,将弹体前端在撞击作用下的变形过程分解为轴向一维压缩和径向自由膨胀两个变形阶段;依据冲击波理论,给出了弹体前端的冲击波压缩势能,由功能转化原理,给出了PELE前端外壳在靶后形成破片的最大径向飞散速度计算公式。计算结果在多种工况下均与文献的实验结果较为一致。计算结果表明:PELE靶后外壳破片的最大径向飞散速度与外壳和内芯材料的体积模量和泊松比有关,且随二者的增大而增大;PELE外壳破片的最大径向飞散速度是壳体和内芯在冲击波压缩作用下共同径向膨胀的结果,且外壳膨胀能在弹体整体膨胀能中所占比例较大,计算中应当同时考虑弹体外壳和内芯材料的横向膨胀效应对弹体破片径向飞散速度的影响。     

Construction of Equivalent Axisymmetric Bodies for Calculating Heat Transfer and Viscous Stress on Three-Dimensional Bodies at Incidence

An effective approximate technique for calculating heat transfer, viscous stress, and species components on the windward side of three-dimensional bodies at incidence in hypersonic flow is developed. Using the similarity method, the solution of the three-dimensional problem is reduced to the solution of an axisymmetric problem. For determining the heat flux on a real body, modified two-dimensional equations are solved for equivalent axisymmetric bodies, specially constructed for meridional planes of the original body. For an arbitrary three-dimensional geometry and angle of attack formulas are derived and a conversion program is developed. These make it possible to determine all the parameters of the equivalent body corresponding to a given meridional plane of the original body; then these parameters are used as input data for calculating the viscous flow past the body. The solutions of the two-dimensional equations for the equivalent bodies are in good agreement with more exact solutions of the three-dimensional equations.     

Computer simulation of tensile deformation of aluminium bicrystalline specimen by means of elasto-plastic finite element method of crystal

Based on the experimental data of strain-stress relation of single crystal and the complexity of polycrystal deformation, a calculating model is proposed and the calculating program is designed. Finally, the tensile deformation of the bicrystal aluminium specimen is simulated by means of the crystal elasto-plastic finite element method. The strain-stress curve of tension, the details of the slip deformation and the stress distribution are obtained. So the effect of the region near grain boundary is shown obviously.     

一种工程实用的分数指数黏弹性固体模型

从热力学对模型的限制出发,提出了一种工程实用的、新固体流变模型-分数指数模型,它可与实验结果很好吻合,具有简单实用、计算速度快、自相谐调的优点,克服了目前固体模型收敛速度太慢、计算量太大的严重缺点,可以广泛应用于线性或非线性黏弹性被子示问题的计算之中。     

Analysis of the possibilities of the methods for calculating turbulent jet noise

Two methods for calculating the noise of turbulent exhaust jets of civil aircraft nozzles are considered. The first method is chiefly intended for engineering mass-volume calculations and is based on the solution of the averaged Navier-Stokes equations closed by a two-equation turbulence model. The second method uses direct numerical simulation of large eddies in a turbulent jet and the Kirchhoff surface for calculating noise spectra and radiation patterns in the far field. The possibilities and certain important restrictions of these methods are analyzed. The results obtained using these methods are compared with experimental data.     

土中爆炸冲击混凝土道面的数值模拟

炸药在多相介质中的爆炸是气态爆轰产物和固态介质之间的耦合作用问题，对其进行数值模拟一般不考虑炸药而直接将爆轰压力加在介质上，而耦合方法对炸药和其周围的介质进行离散，炸药和介质采用统一的控制方程，通过界面条件实现相互作用。任意拉格朗日欧拉（Arbitary Lagrangian and Eularian）法，是最近兴起的适用于计算固体大变形问题的数值计算方法。将其引入爆炸力学计算，可以避免由于物质的大变形引起的单元畸变和计算困难。同时混凝土的损伤模型，更加符合混凝土在高应变率加载条件下的力学特性和破坏机理。将这三种方法引入数值模拟，计算结果与相关试验结果有较好的吻合。     

用光弹性法测双层复合板的应力强度因子

本文用光弹性法分析了双层复合材料结构的裂纹问题，研究了两种不同材料的存在对应力强度因子的影响，以及讨论了由于裂纹不断加深，应力强度因子的变化规律，并与计算的结果作了比较，在裂纹不接近界面情况下，两者结果吻合的较好。