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不同应变强化模型下结构安定性的研究 总被引:1,自引:0,他引:1
变载作用下弹塑性结构的安定性研究是一个有实际意义的课题,而结构的安定性与材料的强化规律有很大关系。本文对几种典型的强化模型下的结构安定性进行了研究,给出了在随动强化和组合强化条件下结构实现安定的条件,所得结论简化了应变强化条件下结构的安定分析。 相似文献
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非比例循环塑性和循环粘塑性本构描述的某些新进展 总被引:4,自引:1,他引:4
金属材料循环塑性本构方程和循环粘塑性本构方程是固体力学中近10多年来一个十分重要的领域。本文评述了金属材料非比例循环塑性界限面本构理论、内时理论和循环粘塑性本构理论及其某些进展,对某些模型中非比例度定义,材料在复杂应变幅值历史、非比例循环加载历史以及其它历史下的强化规则和流动规则进行了分析与评价,在此基础上对循环本构理论的发展趋势提出自己的看法。 相似文献
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通过求解一个第二类Fredholm方程,得到了基于非局部塑性软化模型的应变局部化问题理论解,结果表明,只有在当采用过非局部修正形式的非局部塑性软化模型才能得到应变局部化解,且得到的塑性应变分布和荷载响应依赖于所引入的特征长度及过非局部权参数。通过一维应变局部化有限元数值解,验证了非局部理论的引入能克服计算结果的网格敏感... 相似文献
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单晶镍基合金具有优异的耐高温、高强、高韧等性能, 这些力学性能受制造过程引入的次级取向和冷却孔的影响. 已有研究大多关注单孔薄板的变形机理和力学性能, 而工程中应用的往往是多孔薄板, 当前亟需阐明多孔的塑性滑移带变形机理、次级取向效应以及冷却孔引起的应变梯度效应. 文章采用基于位错机制的非局部晶体塑性本构模型对含冷却孔镍基单晶薄板的单拉变形进行了数值模拟. 此模型基于塑性滑移梯度与几何必需位错的关系引入了位错流动项, 因此可有效刻画非均匀变形过程中的应变梯度效应. 为了全面揭示含孔镍基薄板的次级取向效应, 系统研究了[100]和[110]取向(两种次级取向)下镍基薄板的单拉变形行为, 并重点探究了在两种次级取向下冷却孔数量对薄板塑性行为的影响. 此外, 还分析了镍基合金板变形过程中各个滑移系上分切应力变化、主导滑移系开动以及几何必需位错密度的演化过程, 并讨论了塑性滑移量及其分布特征对不同次级取向镍基合金板强度的影响. 研究表明, 单孔和多孔的[110]薄板抗拉强度均低于[100]薄板, 多孔薄板的塑性变形过程比单孔薄板更为复杂且受次级取向影响更大, 并且发生滑移梯度位置主要位于冷却孔附近以及塑性滑移带区域. 研究结果可为工程中镍基合金的设计和服役提供理论指导. 相似文献
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以Chaboche随动强化模型为例,在M isses屈服准则及正交流动准则的前提下,推导了叠加型A rm-strong-F rederick(A-F)类随动强化模型塑性应变的数值计算法,联合利用四阶龙格-库塔法与径向返回法实现数值计算中的内部平衡迭代。同时推导了统一切向矩阵以便确定每一平衡迭代后的试算应变。利用AN SY S提供的U PF s将算法嵌入到AN SY S有限元程序,实现了叠加型A-F类随动强化模型塑性应变的数值计算,并利用四边形单元模拟了单轴循环加载时的棘轮应变,计算结果能够很好地与实验值吻合。 相似文献
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一个考虑循环应变幅值历史效应的粘塑性本构模型 总被引:1,自引:0,他引:1
本文提出了一个考虑材料应变幅值历史效应的粘塑性本构模型。在该模型中,引入了三个具有不同演化速率的背应力演化方程;建立了非弹性应变幅值历史记忆模型,对各向同性变形阻力,引入了具有先前加载历史记忆的演化方程。将本文模型用于1Cr18Ni9Ti不锈钢循环变形行为描述中,其预言结果与实验结果吻合得很好,表明该模型能很好地描述材料的循环应变幅值历史下的循环变形行为。 相似文献
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基于统一强度理论和弹?脆?塑性模型, 综合考虑围岩强度的中间主应力效应和脆性软化, 采用摄动法建立了非静水压圆形隧道塑性区半径的解析解, 继而探讨所得解析解的适用范围, 并与文献复变函数法、摄动法、数值模拟和总荷载不变法进行对比, 最后分析各因素对隧道塑性区形状和大小的影响规律. 研究结果表明: 所建立的圆形隧道塑性区半径摄动解析解为反映中间主应力效应不同程度的系列解答, 可退化为理想弹塑性模型解答且得到文献中4种方法的正确性和合理性验证, 适用于塑性区完全包围隧道的情况, 对应的隧道塑性区为双轴对称的类椭圆, 具有广泛的理论意义和工程应用价值; 摄动参数对隧道类椭圆形塑性区的大小和长/短轴变化都有明显影响; 隧道塑性区范围随中间主应力效应、围岩峰后强度参数的增加均显著减小, 说明不考虑中间主应力效应的Mohr?Coulomb强度准则解答偏保守, 弹?脆?塑性模型相比理想弹塑性模型更适合隧道塑性分析. 相似文献
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皮肤组织作为富含纤维的非均匀材料,具有复杂的力学特性.皮肤组织在循环加载作用下,随着循环次数的增加,加载过程的应力响应逐渐降低,并最终达到不随循环次数增加而改变的稳定状态,这种现象被称为应力软化行为.本文对加载过程中纤维的延展机制对宏观力学响应的影响进行研究,认为在外界载荷较小时该机制主导了宏观层次上的应力软化行为,随着外界载荷的增大,拉伸过程中微观结构损伤的演化开始产生影响,而且此时内部微观结构的演化由两种机制共同影响,据此建立了连续介质模型,将宏观尺度上应力软化行为和微观结构的演化相关联.将所获得的应力响应理论结果与猪离体头部皮肤在循环加载作用下的实验结果进行对比分析,证明了该模型能够合理地描述皮肤组织在循环加载作用下的应力软化行为. 相似文献
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基于微观织构演化,本文对镁合金的宏观塑性本构模型进行了改进,得到了室温下镁合金AZ31B和AZ61A单轴循环拉压载荷作用下的应力应变曲线。模型中区分了滑移、孪晶与去孪三种不同微观塑性变形机制,并且研究了它们对材料宏观循环塑性行为的影响。通过引入初始非零背应力来模拟循环应力应变曲线中拉压不对称性,给出了材料在单轴循环拉压载荷下背应力及屈服面的演化规律,并运用线性预测塑性回拉技术与隐式积分法求解相应的非线性方程组,编写了与.ABAQUS接口的UMAT用户子程序。预测与实验结果的比较显示该模型能较好地模拟镁合金材料在单轴循环拉压载荷作用下的力学行为,具有较高的准确性与良好的实用性。 相似文献
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本文在具有各向异性屈服强度和拉压不对称的CPB06屈服准则的基础上,建立了基于随动强化的循环塑性本构模型.通过引入滑移、孪晶以及去孪等不同变形模式下的背应力演化方程,对室温下镁合金板材异常循环硬化行为进行了模拟.选取了AZ31B-O和AZ31B两种镁合金板材,通过拉伸-压缩-拉伸(T-C-T)和压缩-拉伸(C-T)等不同加载路径下的部分实验曲线确定模型的参数,采用三次插值多项式建立了背应力参数与上一变形模式中累积的等效塑性应变(即预应变)之间的函数关系.使用本模型对剩下的实验曲线进行了预测,发现预测结果与实验结果有良好的一致性,说明了当前模型的正确性. 相似文献
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采用较真实的材料本构模型,在Ponter和Karadeniz提出的扩展的安定性理论以及彭得到的考虑混合强化的安定性定量的基础上,发展了计及应变强化和循环强化的结构塑性安定区的分析方法。通过将循环强化和应变强化分别引入子区域VF和VS,利用材料安定性假设,得到了较为合理的塑性安定边界,克服了以前的工作中对处于VF和VS区中材料分别采用完全各向同性强化(或假设热应力史是弹性应力史)和完全塑性的理想材料 相似文献
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Stefan Hartmann 《Archive of Applied Mechanics (Ingenieur Archiv)》2006,76(5-6):349-366
In this article tension, compression and torsion tests are presented using thin-walled tubes of polyoxymethylene (POM). These isothermal experiments show non-linear rate dependence, a tension–compression asymmetry and a pronounced relaxation behaviour. On the basis of the experiments carried out, a constitutive model of viscoplasticity with an equilibrium hysteresis in the small-strain regime is developed. Test calculations using finite elements based on the DAE approach show the capabilities of the thermomechanically consistent model. In particular, a very efficient stress algorithm can be derived which has no iteration on the element level. Moreover, it will be shown that time-adaptive finite elements could be of high importance if rate-dependent constitutive models are applied. 相似文献