首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
混凝土单轴受拉的非局部本构模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
混凝土受拉本构行为存在很强的局部软化现象,使得单轴受拉试验无法给出应力-应变关系,而只能给出应力-位移关系。本文根据内变量理论和等效应变假设建立了基于真实应变的混凝土单轴受力本构方程,并根据Weibull分布可以描述混凝土等脆性材料断裂过程的试验现象,建立了关于弹性应变的损伤演化规律。然后,通过假设平均应变与真实弹性应变的函数关系,在应力-平均应变的本构关系中采用平均弹性应变以描述其非局部行为,而在材料的损伤演化规律中采用真实弹性应变以描述其局部行为,由此建立了单轴受拉荷载条件下的非局部本构模型。最后,对一个单调受拉试验和一个反复受拉试验的仿真结果表明所提出的非局部本构模型可以准确地模拟试验结果。  相似文献   

2.
饱和和非饱和介质的弹塑性损伤模型   总被引:10,自引:0,他引:10  
针对饱和和非饱和工程材料变形和强度特点,给出了一个具体的弹塑性损伤本构方程,该本构方程可以描述材料性质的劣化过程(即损伤和软化)以及饱和程度对材料变形强度特性的影响。此外,还讨论了该弹塑性损伤本构方程的有限元实施方法,编制了专用的有限元程序。对常规三轴试伯进行了有限元分析,得出了一些具体的结果。  相似文献   

3.
基于微损伤发展的NAG(nucleation and growth)模型,从唯相角度,得到了一种微孔洞损伤演化方程。在考虑损伤软化和温度软化的基础上得到了材料含损伤本构关系。将损伤演化方程和材料本构关系引入ABAQUS有限元软件对D6AC和921两种钢板撞击层裂问题进行数值模拟。模拟结果与实验结果吻合。  相似文献   

4.
沈新普  曹鹏 《实验力学》2006,21(5):645-650
研究了一个用于混凝土的基于塑性的损伤模型本构参数辨识问题。把从实验获得的应力-应变曲线与数值计算中获得的应力-应变曲线的差别,作为局部水平上最小二乘法的目标函数。为了求解这个反问题,局部水平上求解损伤弹塑性正问题的子程序被嵌入到本文的反问题的迭代格式之中。灵敏度系数矩阵是通过有限差分方法近似计算得到的。给出的数值计算例子计算了单轴压缩试验结果的参数辨识问题。采用反分析得到的模型参数值,对单向拉伸及三种不同侧压作用下的压缩试验进行了数值模拟。数值结果表明:本文采用的应力反分析计算格式稳定,且具有合理的准确性,数值计算得到的应力-应变结果可以较准确地拟合实验曲线。  相似文献   

5.
聚合物熔体三维挤出胀大的数值模拟   总被引:6,自引:0,他引:6  
李勇  江体乾 《力学学报》2002,34(6):856-862
采用有限元方法分析K-BKZ本构方程描述的聚合物熔体的三维挤出胀大.对于本构方程中偏应力张量的计算,首先给出质点的运动轨迹,分段求出局部的变形梯度张量,再求出整体的变形梯度、Cauchy-Green应变张量和 Finger应变张量,沿轨迹采用分段高斯积分计算应力.把应力作为方程的右端项,给出迭代方法,求解非线性方程组.并根据自由面处的边界条件,迭代得出出口处自由面的最终位置.对轴对称流道和矩形流道进行分析计算,并把结果与二维分析和实验结果进行了比较,显示方法是可行的.  相似文献   

6.
为进行多孔硅橡胶材料非线性有限元计算,针对用伸长比表示的应变能函数,推导了多孔硅橡胶材料非线性有限元计算中切线本构关系的具体形式。并采用便于编程的矩阵记法,给出了非线性有限元计算中克希荷夫应力和格林应变之间的切线关系式。  相似文献   

7.
对Gurson本构方程作了初步的研究,并对圆柱光滑拉伸试件在颈缩阶段用Gurson本构方程做了大应变弹塑性有限元分析。讨论了颈缩区空穴形核、扩张、静水应力以及材料软化的问题,初步揭示了空穴的演化过程和材料的破坏机理。有限元分析的结果表明,颈缩阶段空穴长大聚合机理非常显著,而形核作用相对较弱。  相似文献   

8.
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   

9.
结构静力分析中常因材料应变软化使得相应定解问题失去适定性,从而导致有限元分析不收敛。为解决此问题,在已有的相关研究基础上,采用动力松弛法(DRM)求解结构非线性有限元静力分析的增量步,将其应用于损伤型本构所描述的结构软化问题。本文方法依据两个原理,其一是苏联《数学百科全书》论述的原理——定义于时间域的任何定解问题适定可解,其二是DRM所用的原理——质量系统静力解为相应动力解的稳态部分。且DRM无需进行隐式静力分析时的总体刚度矩阵组装和求逆计算。本文用加荷载增量求解静力平衡路径硬化段,用加位移增量求解极值点和软化段。数值试验表明,本文方法能完成应变软化类结构的静力平衡路径求解。  相似文献   

10.
结构静力分析中常因材料应变软化使得相应定解问题失去适定性,从而导致有限元分析不收敛。为解决此问题,在已有的相关研究基础上,采用动力松弛法(DRM)求解结构非线性有限元静力分析的增量步,将其应用于损伤型本构所描述的结构软化问题。本文方法依据两个原理,其一是苏联《数学百科全书》论述的原理——定义于时间域的任何定解问题适定可解,其二是DRM所用的原理——质量系统静力解为相应动力解的稳态部分。且DRM无需进行隐式静力分析时的总体刚度矩阵组装和求逆计算。本文用加荷载增量求解静力平衡路径硬化段,用加位移增量求解极值点和软化段。数值试验表明,本文方法能完成应变软化类结构的静力平衡路径求解。  相似文献   

11.
Kevlar纤维增强复合材料动态压缩力学性能实验研究   总被引:13,自引:0,他引:13  
通过实验较系统地研究了Kevlar纤维增强复合材料的动态压缩力学性能,实验结果表明,在冲击压缩载荷作用下Kevlar纤维增强复合材料有明显的损伤软化现象和应变率效应,针对Kevlar纤维增强复合材料动态应力应变实验曲线,提出了含损伤的率相关动态本构方程,由于所引入的损伤最反映了Kevlar纤维增强复合材料内部基体开裂、脱层、纤维断裂等多种破坏模式的总体效果,因此所提出的本构方程形式相对说来比较简便并易于嵌入目前有关冲击力学的有限元或有限差分程序,有一定的工程应用价值。  相似文献   

12.
13.
三维编织复合材料渐进损伤的非线性模型及强度分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
建立了考虑周期性位移边界条件的细观体胞模型,对三维编织复合材料的渐进损伤过程进行数值模拟。采用Eshelby-Mori—Tanaka方法计算含损伤裂纹的材料的剐度矩阵,并将有限元网格尺寸和单元裂纹尺寸引入损伤演化方程,有效地降低了模拟结果对有限元网格的依赖程度。通过计算得到了材料应力应变的非线性关系和失效时的极限强度,并分析了材料的破坏机理。结果表明,大编织角材料的破坏模式主要是基体失效与纤维横向拉剪破坏,模拟计算结果与文献中的实验值吻合较好。  相似文献   

14.
A linked FEM-damage percolation model of aluminum alloy sheet forming   总被引:2,自引:0,他引:2  
A so-called damage percolation model is linked with a finite element model of a sheet forming process to offer a comprehensive study of ductile damage evolution. In the current study, a damage percolation code is linked with LS-DYNA, an explicit dynamic FEM code used to introduce local strain gradients and compliance effects due to damage-induced softening. The linked model utilizes a Gurson-based yield surface to account for the softening effects of void damage, while the local damage development and void linkage events are modeled using the damage percolation code. The percolation code accepts detailed second phase particle fields from image analysis of a 2.0×1.6 mm optical micrograph of AA5182 aluminum alloy sheet. The model is applied to a stretch-flange stamping process which is known to be a damage-sensitive operation. The critical conditions for fracture are predicted for various initial stretch flange hole sizes.  相似文献   

15.
A three-dimensional extension of a previously published two-dimensional cracked finite element [Potirniche, G.P., Hearndon, J., Daniewicz, S.R., Parker, D., Cuevas, P., Wang, P.T., Horstemeyer, M.F., 2008. A two-dimensional damaged finite element for fracture applications. Engineering Fracture Mechanics 17(13), 3895–3908] is presented in this paper. The new element has an embedded edge crack, and was developed to model damage in three-dimensional structures using the finite element method. The element simulates the presence of a crack without physically inserting it in the three-dimensional finite element mesh. The method involves the derivation of a modified stiffness matrix that accounts for the change in the element flexibility due to the crack presence. The cracked element was analytically formulated and implemented in the finite element code ABAQUS Standard as a User-defined Element (UEL) subroutine. Tests of various cracked beam configurations were used to estimate the accuracy of the element by comparing two models: one with a UEL and another with an embedded edge crack. Beam deflections and natural frequencies were analyzed and compared for the two models. The results indicate that the new element has a good potential in modeling cracks in three-dimensional parts. Moreover, the method using this UEL computes the global response of damaged structures, in which cracks can be placed at various locations and in an unlimited number.  相似文献   

16.
目前在使用遗传算法或神经网络方法进行结构动力学损伤检测,需要基于少量的在线测量损伤结构数据和大量的数值仿真数据来实现,其中通过有限元方法来获得仿真数据的巨大计算量是动力学结构损伤检测方法发展中所面临的一个重要问题。本文在建模方面应用近年来提出的调整单元刚度模拟损伤的先进方法,以保证在损伤前后结构自由度数目不变;在此基础上应用特征值摄动法来减少损伤检测中计算量,并通过对复合材料层合板响应信号的小波分析验证了使用一阶矩阵摄动在有效降低计算量的同时,可以获得对损伤检测而言足够准确的响应信号。  相似文献   

17.
Presented is a constitutive framework for modeling the dynamic response of polycrystalline microstructures, posed in a thermodynamically consistent manner and accounting for finite deformation, strain rate dependence of flow stress, thermal softening, thermal expansion, heat conduction, and thermoelastic coupling. Assumptions of linear and square-root dependencies, respectively, of the stored energy and flow stresses upon the total dislocation density enable calculation of the time-dependent fraction of plastic work converted to heat energy. Fracture at grain boundary interfaces is represented explicitly by cohesive zone models. Dynamic finite element simulations demonstrate the influences of interfacial separation, random crystallographic orientation, and grain morphology on the high-rate tensile response of a realistic two-phase material system consisting of comparatively brittle pure tungsten (W) grains embedded in a more ductile matrix of tungsten-nickel iron (W-Ni-Fe) alloy. Aspects associated with constitutive modeling of damage and failure in the homogenized material system are discussed in light of the computational results.  相似文献   

18.
在遗传算法或神经网络方法识别结构损伤位置和程度时,都是基于少量的在线测量的损伤结构振动响应数据和大量的模型仿真数据来实现的,因而建立高效和精确的损伤结构动力学有限元模型,以便仿真获得损伤结构的大量动力学响应数据是十分重要的基础前提工作。本文针对ANSYS结构分析软件在建立结构小损伤有限元动力学模型存在两个关键问题,结构损伤处直接网格划分的计算结果误差和网格节省问题,以结构损伤振动检测的实际需要为出发点,提出了建立含小损伤结构的ANSYS动力学建模技术,研究了结构局部小损伤及其位置与所在处单元刚度矩阵变化的数量关系。  相似文献   

19.
The simultaneous twoscale analysis of unidirectionally fiber reinforced composite structures with attention to damage evolution is the objective of the contribution. The heterogeneous microstructure of the composite represents the microscale, whereas the laminate or the structural component are addressed as the macroscale. The macroscale is conventionally discretized by the finite element method (FEM). The generalized method of cells (GMC) in its efficient stress based formulation serves as the discrete microscale model. The stiff and brittle fibers behave linearly elastic. The epoxy resin is described by the nonlinear-elastic model of Ramberg–Osgood. By introducing microcrack models, the damage of the epoxy matrix under combined tensile and shear loading is taken into account. The cell boundaries of the micromodel are used to locate microscopic cracks deterministically. Interface models for the representation of damage in the matrix phase as well as for the weakening of the fiber–matrix-bond are used. This approach circumvents the need for the regularization, as it would be necessary for continuum damage models with softening characteristics. Hence, the micromodel is numerically stable and convergent. The GMC allows to obtain the consistently linearized constitutive tensor in the case of nonlinear material behavior in a simple and straight forward manner which is easily implemented in comparison to micromodels based on the finite element technique. The damage evolution on the microscale manifests itself macroscopically in the degradation of the homogenized stiffnesses.  相似文献   

20.
一种桁架结构损伤识别的柔度阵法   总被引:27,自引:2,他引:25  
利用试验获得的一阶模态参数,提出了一种桁架结构损伤识别的柔度阵法,应用有限元方法柔度阵,建立结构振动特征方程,结构损伤后,引起柔度阵发生改变,从结构振动特征方程出发,对柔度矩阵做关于结构物理参数变化量的一阶泰勒展开,可以确定结构物理参数的变化量,识别结构损伤部位及损伤程度,通过一个桁架结构损伤识别的数值模拟证明了该方法的有效性。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号