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基于Rice不可逆内变量热力学框架,在约束构型空间中讨论材料的蠕变损伤问题.通过给定具体的余能密度函数和内变量演化方程推导出考虑损伤的内变量黏弹--黏塑性本构方程.通过模型相似材料单轴蠕变加卸载试验对一维情况下的本构方程进行参数辨识和模型验证,本构方程能很好地描述黏弹性变形和各蠕变阶段.不同的蠕变阶段具有不同的能量耗散特点.受应力扰动后,不考虑损伤的材料系统能自发趋于热力学平衡态或稳定态.在考虑损伤的整个蠕变过程中,材料系统先趋于平衡态再背离平衡态发展.能量耗散率可作为材料系统热力学状态偏离平衡态的测度;能量耗散率的时间导数可用于表征系统的演化趋势;两者的域内积分值可作为结构长期稳定性的评价指标. 相似文献
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考虑损伤的内变量黏弹-黏塑性本构方程 总被引:1,自引:0,他引:1
基于Rice 不可逆内变量热力学框架,在约束构型空间中讨论材料的蠕变损伤问题. 通过给定具体的余能密度函数和内变量演化方程推导出考虑损伤的内变量黏弹-黏塑性本构方程. 通过模型相似材料单轴蠕变加卸载试验对一维情况下的本构方程进行参数辨识和模型验证,本构方程能很好地描述黏弹性变形和各蠕变阶段.不同的蠕变阶段具有不同的能量耗散特点. 受应力扰动后,不考虑损伤的材料系统能自发趋于热力学平衡态或稳定态. 在考虑损伤的整个蠕变过程中,材料系统先趋于平衡态再背离平衡态发展. 能量耗散率可作为材料系统热力学状态偏离平衡态的测度;能量耗散率的时间导数可用于表征系统的演化趋势;两者的域内积分值可作为结构长期稳定性的评价指标. 相似文献
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粘弹性材料的变形动力学模型 总被引:1,自引:0,他引:1
粘弹性材料的变形动力学模型周建平(长沙国防科技大学,410073)关键词粘弹性,本构关系,内变量,老化1引言许多工程材料,特别是聚合物材料的应力应变关系具有粘弹性特征,使得材料或结构在受力过程中发生蠕变或应力松弛现象.从微观上讲,这种粘弹性变形是由于... 相似文献
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采用标准线粘弹性蠕变本构模型和Karchanov损伤演化假设,研究了具初始缺陷的压杆在考虑损伤效应时的蠕变稳定性问题.分析表明,损伤对压杆的蠕变后屈曲有较明显的影响. 相似文献
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正交铺设层合板的蠕变屈曲分析 总被引:9,自引:1,他引:9
研究了正交铺设层合板的蠕变失稳问题。为了更好地模拟实际情况,在单层板的本构关系中,材料各主方向模量的松也时间均取不同值,并在建立控制方程时考虑了横向剪切变形的影响,通过理论分析,得到了粘弹性层合板的瞬时弹性临界载荷和持久临界载荷,并在算例中首次利用时间增量方法得到了有初始度层合板在长期受地的蠕变变表,计算结果表明了持久临界载荷对于粘弹性层合板的具体含义,从而使粘弹性层合板的为屈曲问题有了较为完整的 相似文献
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本文从考虑损伤的粘弹性材料的卷积型本构关系出发,建立了在小变形下损伤粘弹性梁-柱的控制方程。提出了以卷积形式表示的梁-柱弯曲问题的泛函,并给出了损伤粘弹性梁-柱的广义变分原理。应用这个广义变分原理,可分别给出梁-柱位移和损伤满足的基本方程,以及相应的初始条件和边界条件。应用Galerkin截断和非线性动力学的数值分析方法,分析了两端简支损伤粘弹性梁柱的动力学行为,给出了不同的材料参数对系统响应的影响。 相似文献
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对两种采用不同相容剂的聚丙烯(PP)和尼龙(PA)共混高聚物材料在大变形下的粘弹性力学行为进行研究,着重考察应变率效应和损伤的演化,从而分析不同的界面分子设计对共混体系材料宏观性能的作用。在准静态及冲击实验研究的基础上,基于ZWT非线性粘弹性模型,并结合了遗传算法,分别得到了能有效描述两种共混高聚物大变形阶段计及损伤的非线性粘弹性本构关系。两种材料在不同加载条件下表现出明显不一致的性能,原因在于其损伤演化的率相关性,且两种材料的大变形机制存在一定的差别,能用ZWT方程进行描述的范围也不一样。 相似文献
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基于统计损伤理论的冻土蠕变本构模型研究 总被引:1,自引:0,他引:1
假定冻土粘塑性微元损伤符合修进的莫尔-库仑准则,损伤变量服从Weibull随机概型分布;基于热力学原理和统计损伤理论,通过推导得到了相关联流动法则下的蠕变损伤耦合本构方程.为了便于研究冻土蠕变和损伤的耦合作用,将提出的本构模型,通过用户子程序嵌入到有限元程序中.最后,对冻土中桩基承载力模型试验进行了数值模拟,结果表明:基于统计损伤理论的冻土蠕变本构模型能较好的模拟冻土蠕变变形的全过程,并且与实测蠕变变形十分吻合,该模型对冻土结构物长期稳定性分析和工程预测具有重要参考意义. 相似文献
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变温粘弹性蠕变型本构方程 总被引:5,自引:1,他引:5
文中给出了变温蠕变曲线的概念,给出了由一组恒温蠕变曲线确定沿某一温度历史的变温蠕变曲线的方法,给出了终态温度等效蠕变曲线的概念,最后给出了粘弹性材料在变温下的蠕变型本构方程的一般形式。文中证明了热流变简单材料理论是本文理论的特例,揭示了热流变简单材料理论数学方法的物理意义。 相似文献
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分数导数型本构关系描述粘弹性梁的振动分析 总被引:3,自引:1,他引:2
本文研究粘弹性梁在周期激励作用下的受迫振动问题。梁的材料满足Kelvin-Volgt分数导数型本构关系。基于动力学方程、本构关系和应变-位移关系建立了小变形粘弹性梁的振动方程。采用分离变量法分析粘弹性梁的自由振动,导出模态坐标满足的常微分-积分方程和模态函数满足的常微分方程,对于两端简支的截面梁给出了固有频率和模态函数。对于简谐激励作用下粘弹性梁的受迫振动,利用模态叠加得到了稳态响应。最后给出数值算例说明本文方法的应用。 相似文献
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各向异性非线性固体力学的规范空间理论 总被引:8,自引:0,他引:8
本文在弹性规范空间概念基础上,利用非平衡态热力学理论,证明了各向异性固体力学非线性问题规范空间场以及不可逆过程本征解的存在。损伤对结构刚度的弱化效应和损伤诱发各向异性效应分别反映在本征弹性和相应的模态向量中。在简正坐标中考察各向异性体变形时,材料的行为以六个普通的粘弹性Maxwell方程描述,总的响应由模态叠加得到。以此为基础给出的非线性本构方程具有坐标转换不变性,最后给出了二个具体的算例。 相似文献
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基于热力学相容的本构模型并合理地定义广义时间,得到了描述蠕变、塑性及其交互作用的统一型本构方程。进而通过对在蠕变—塑性交互作用过程中材料内部子结构及其变化的分析,将材料的强化分解为对应于非弹性应变范围的强化和由蠕变变形导致的附加强化。对高温环境二维应力路径下304不锈钢的蠕变—塑性交互作用过程进行了分析,取得了与Ohashi等的实验相吻合的结果。 相似文献
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在有限变形条件下损伤粘弹性梁的动力学行为 总被引:4,自引:1,他引:4
本文在有限变形条件下,根据损伤粘弹性材料的一种卷积型本构关系和温克列假设,建立了粘弹性基础上损伤粘弹性Timoshenko梁的控制方程。这是一组非线性积分——偏微分方程。为了便于分析,首先利用Galerkin方法对该方程组进行简化,得到一组非线性积分一常微分方程。然后应用非线性动力学中的数值方法,分析了粘弹性地基上损伤粘弹性Timoshenko梁的非线性动力学行为,得到了简化系统的相平面图、Poincare截面和分叉图等。考察了材料参数和载荷参数等对梁的动力学行为的影响。特别,考察了基础和损伤对粘弹性梁的动力学行为的影响。 相似文献
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有机玻璃在高应变率下的损伤型非线性粘弹性本构关系及破坏准则 总被引:5,自引:1,他引:5
对两种有机玻璃高应变率下的大变形和破坏行为进行了实验研究,通过改进文献[2]本构关系的非线性弹性项并引入损伤参量,建立了一个适用于更大变形范围、能描述应力平台及本构失稳的损伤型非线性粘弹性本构方程。相应地,从临界损伤量概念出发,提出以应变和应变率为控制变量的破坏准则。不论是本构关系还是破坏准则,理论计算均与试验结果吻合良好。 相似文献
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冲击载荷下混凝土材料的动态本构关系 总被引:59,自引:5,他引:59
利用改装的杆径为 74mm的直锥变截面式大尺寸Hopkinson压杆对混凝土材料进行冲击压缩实验 ,系统研究了混凝土的应变率硬化效应 ,采用一种新的方法损伤冻结法对混凝土材料在冲击载荷下的损伤软化效应进行了系统研究 ,给出了冲击载荷下混凝土的损伤演化方程 ;在对数据进行合理分析的基础上 ,结合粘弹性本构理论 ,得到混凝土材料的损伤型线性粘弹性本构关系。 相似文献