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相似文献
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1.
土的本构方程与热力学   总被引:1,自引:0,他引:1  
赵成刚  张雪东  郭璇 《力学进展》2006,36(4):611-618
介绍一种基于热力学理论建立土力学本构方程的一般性理论框架. 这一方法利用两个势 函数即自由能势函数和耗散势函数(或屈服函数)以及固定的过程和框架, 建立土的本 构方程. 简要介绍了建立热力学本构方程中所用到的热力学内变量理论, 利用Legendre变 换 建立了热力学势函数之间以及各耗散函数与屈服函数之间的关系;利用自由能势函 数和耗散势函数(或屈服函数)建立土的本构方程及其具体步骤. 最后讨论了土力学本构 方程研究的意义以及它和应用之间的关系.  相似文献   

2.
在Rice的正则结构框架下,推导出基于共轭力的各向异性损伤演化律。其中损伤变量采用二阶裂隙张量,它是固体内微裂纹的一个宏观测度。推导过程不涉及自由能的具体形式,主要结果包括损伤势函数及演化方程的解析表达式。在唯象的损伤力学模型里,损伤演化方程经常以唯象方程的形式出现。研究了唯象方程成立的条件及损伤特征张量的解析表达式。引入了广义裂隙张量及脆性指数的概念,并介绍了它们的作用和意义。  相似文献   

3.
基于应变能等效指标的结构损伤识别技术研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了解决结构的多损伤识别问题,提出了一种基于应变能等效指标的损伤识别方法。首先给出了损伤前后模态应变能变化的表达式以及能量耗散公式,然后根据结构的能量耗散与应变能的变化值等价的原理,建立了一个四阶等效方程,最后求出了该方程的四个根,并通过对该方程四个根的分析得到了一个应变能等效指标,通过该指标可以方便的求解损伤的位置和程度。数值仿真结果表明,基于应变能等效指标的损伤识别方法不仅可以精确的识别出损伤的位置和程度,而且其识别精度明显好于应变能耗散率方法。  相似文献   

4.
唐炳涛 《力学学报》2016,48(1):146-153
为了应对节能减排及汽车安全性的双重要求,先进高强钢的开发和应用受到愈来愈高的重视.超高强度钢板热冲压成形技术是减轻车身重量、提高汽车抗冲击和防撞性能的重要途径,目前已经成为世界汽车制造行业的热门技术.成形极限是硼钢热冲压成形过程中一个非常重要的表征参数,但由于高温半球形凸模胀形试验(Nakazima)的复杂性造成实验测试面临诸多困难.针对硼钢热冲压成形过程特点,提出将韧性损伤模型与有限元数值模拟技术结合起来预测硼钢高温成形极限的方法.在连续体损伤力学基础上,建立了考虑有效应力和等效塑性应变对微孔损伤影响的勒迈特(Lemaitre)韧性损伤演化方程,在损伤耗散势函数中引入了等效塑性应变因子,从而寻找到能够准确反映硼钢在奥氏体状态下的成形特性的勒迈特耗散势函数.选取基于遗传算法的基于非支配排序的多目标优化算法(NSGA-II)与有限元分析软件"FORGETM"相结合的方法优化韧性损伤模型中材料的损伤因子,并利用优化后的损伤因子准确预测到板料成形过程的拉伸失稳和断裂现象.将建立的韧性损伤模型引入到硼钢高温半球形凸模胀形有限元仿真模型中,通过预测的成形极限与实验测定结果的比较,验证了所提韧性损伤模型预测硼钢高温成形极限的可靠性.  相似文献   

5.
饱和土中的任意形状孔洞对弹性波的散射   总被引:15,自引:0,他引:15  
陆建飞  王建华 《力学学报》2002,34(6):904-913
根据Biot波动理论建立了求解饱和土中任意形状孔洞对弹性波散射问题的复变函数方法.首先通过引入位移势函数把稳态条件下的Biot波动方程解耦为势函数所满足的Helmholtz方程.利用分离变量方法即得到Helmholtz方程完备的通解.根据所得位移势函数的通解,可得骨架位移、流体相对骨架的位移、应力和孔压的表达式.通过保角变换方法,把物理平面上的孔洞映射到像平面上单位圆.利用土骨架和流体的边界条件,即可确定波函数展开式中的未知系数.给出了一些数值结果.  相似文献   

6.
王为 《力学与实践》2011,33(3):7-10
对表面活性物质对液体晃动阻尼 的影响进行了理论分析, 针对液体小幅自由晃动对表面活性物质耗散阻尼计算公式进行了推 导. 在此基础上提出了结合液体晃动有限元计算的表面活性物质耗散阻尼的数值计算方法. 通过将算例结果与实验值和理论分析结果进行比较, 数值方法的有效性得到了验证.  相似文献   

7.
基于应变能等效原理、高阶剪切变形理论和Hamilton变分原理,考虑复合材料铺设层内的损伤效应,建立了具损伤压电智能层合板的运动控制方程,并运用Galerkin方法进行求解.数值算例中,讨论了损伤效应、厚跨比及压电层厚度与层合板总厚度之比对四边简支压电智能层合板自由振动频率的影响和外部控制电压对其动力响应的影响.  相似文献   

8.
该文致力于混凝土疲劳损伤发展机理的微细观解释.以速率过程理论为基础,通过考虑裂纹断裂过程区中的水分子动力作用,在细观尺度上建立了具有物理机理的疲劳损伤能量耗散表达式.结合细观随机断裂模型,以宏观损伤力学为框架,建立了疲劳损伤演化方程.通过数值模拟,计算了单轴受拉时的疲劳损伤演化以及不同加载幅度下的疲劳寿命.与相关试验结果的对比显示出该文模型能够很好地表现混凝土材料的疲劳损伤演化过程.  相似文献   

9.
该文致力于混凝土疲劳损伤发展机理的微细观解释. 以速率过程理论为基础,通过考虑裂纹断裂过程区中的水分子动力作用,在细观尺度上建立了具有物理机理的疲劳损伤能量耗散表达式. 结合细观随机断裂模型,以宏观损伤力学为框架,建立了疲劳损伤演化方程. 通过数值模拟,计算了单轴受拉时的疲劳损伤演化以及不同加载幅度下的疲劳寿命. 与相关试验结果的对比显示出该文模型能够很好地表现混凝土材料的疲劳损伤演化过程.  相似文献   

10.
针对聚合物熔体流动过程中黏性耗散现象的理论教学不足, 在双料筒毛细管流变仪基础上研制了聚合物熔体黏性耗散测量装置并进行实验. 根据绝热边界条件径向温度分布方程, 对实验结果进行理论分析计算. 组织学生学习POLYFLOW 软件, 利用其可视化功能对黏性耗散引起的温度场变化进行数值模拟, 并与理论计算结果对比分析. 通过让学生自己动手, 改变了理论模式教学, 对加深黏性耗散知识的理解起到积极的作用.  相似文献   

11.
Damage pseudo-potentials, from which the damage evolution equations can be acquired, are usually expressed as scalar functions of irreversible thermodynamic variables. A lower potential for an action with the dissipation property corresponds to a Helmholtz free energy function in classical mechanics; therefore, pseudo-potential acts as a cornerstone of the damage constitutive relationship. According to the analysis on state and process of a damage system, the authors study the connection between damage action, pseudo-potential and free energy function. Next a general method to define the pseudo-potential of damage process is discussed. The discrete elementary equations of continuum damage mechanics are derived from the action functional. Subsequently, the numerical implementation of the aforementioned damage model is given. Comparison between experimental evidences and numerical results verifies the soundness of the theoretical model and the numerical framework.  相似文献   

12.
提出了一种对重力坝进行损伤概率演化过程分析的方法.首先,使用虚拟激励法和Mazars损伤模型分析了初始迭代过程中,在坝体在确定性静力荷载和随机的地震荷载激励下的重力坝损伤因子期望值与方差的计算;然后基于摄动法分析了在其余迭代过程中,重力坝损伤因子的概率密度演化过程.最后,给出了实例分析,并分析了坝体的损伤分布情况以及本...  相似文献   

13.
动力学问题通常采用微分方程来描绘,但由于工程实际问题的复杂性,微分方程模型常伴随着解的不连续性、刚性或激波间断奇异性特点,传统方法很难求解,奇异性问题是计算动力学难点,同时也是国内外学者研究的热点.伪弧长数值算法是针对计算动力学中的奇异性问题所提出的,其基本思想为通过在解曲线上引入伪弧长参数,并增加一个约束方程,在伪弧长参数作用下,使得原始离散单元发生扭曲形变,从而达到消除或减弱奇异性的目的.本文首先介绍伪弧长方法求解定常对流-扩散方程的奇异性问题,并提出针对双曲守恒定律的局部伪弧长算法,其思想在于首先通过间断解的梯度变换来确定强间断所处位置,进而通过局部网格点重构以及数值修正来达到强间断处奇异性消除与降低的目的.针对高维问题,提出全局伪弧长方法,通过对整个计算区域内的网格点进行重构,使得所有网格点向奇异间断点处移动,从而降低间断点的影响域,达到降低奇异性的目的.重点讨论了三维全局伪弧长算法问题的计算难点,即三维空间网格扭曲大变形导致的数值算法不收敛,并提出在算法设计过程中采用分块重构与整体计算相结合的策略,实现了三维空间中的伪弧长数值算法,最后通过数值实验来验证伪弧长算法对于奇异性问题的有效性.  相似文献   

14.
Coating process is an important step in the manufacturing of different products, such as paper, adhesive and magnetic tapes, photographic films, and many other. The tensioned web roll coating is one the several methods used by different industries. It relies on the elastohydrodynamic action between the fluid and the tensioned substrate for transferring and applying the liquid. The main advantage of this method is its ability to apply very thin liquid layers with less sensitivity to mechanical tolerance at relative small cost. Despite its industrial application, theoretical analysis and fundamental understanding of the process are limited. This work analyses this elastohydrodynamic action by solving the differential equations that govern the liquid flow, described by the Navier–Stokes equation, and the web deformation, modelled by the cylindrical shell approximation. The goal is to determine the operating conditions at which the process is two dimensional and defect free. The equations are discretized by the Galerkin/finite‐element method. The resulting non‐linear system of equations is solved by Newton's method coupled with pseudo‐arc‐length continuation in order to obtain solutions around turning points. The theoretical results are used to construct an operating window of the process that is in agreement with limited experimental data. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

15.
Fatigue life of agricultural machinery is strongly affected by the surfaces that these machines operate on. In the present paper a sensor-frame was developed to acquire road and field profiles in absolute geo-referenced coordinates. The sensor-frame was validated by measuring discrete trapezoidal bumps with known dimensions resulting in a root mean squared (RMS) error of 6–8 mm. Profiles were acquired from a country road and from a mowed grass field. Using the quarter-car vehicle model, the movement of an agricultural vehicle was simulated for various speeds. The resulted vertical loads were rainflow-counted and the accumulated fatigue pseudo damage was calculated using Palmgren–Miner linear rule. Based on the derived Power Spectrum Density (PSD), the profiles were classified according to ISO 8608 standard. Two methodologies were followed to model and create a number of synthetic realisations for each profile: Direct Spectrum Estimate (DSE) and ISO based modelling. Simulating the produced synthetic profiles with the quarter-car vehicle model, the corresponding pseudo damage was calculated. The accumulated damages from the DSE models were closer to the corresponding ones from the measured profiles. ISO based models could not model the profile irregularities, which proved to contribute the largest part of the accumulated fatigue damage.  相似文献   

16.
In the field of structural dynamics, reliable finite element response predictions are becoming increasingly important to industry and there is a genuine interest to improve these in the light of measured frequency response functions. Unlike modal-based model updating formulations, response-based methods have been applied only with limited success due to incomplete measurements and numerical ill-conditioning problems. The least squares approximation method is one of the methods used but often poses a problem of pseudo inverse due to the number of incomplete measurements. The proposed algorithm is a modification and extension of a previously-developed nonlinear least squares method for damage detection and finite element model updating. The paper derives explicit expressions for the first and second order partial derivatives with respect to the correction parameters and for the Jacobian matrix used in the Newton–Raphson solution of the nonlinear set of equations in order to avoid the pseudo inverse and to build a symmetrical system. The proposed method, assigned to a frequency parameterization which considers the minimum distance to be minimized, shows a good numerical stability. The performance of the method in localizing structural damage and updating model is examined using simulated measurements.  相似文献   

17.
混凝土分段曲线损伤模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
在对比分析国内外现有的混凝土受拉损伤模型基础上,结合素混凝土受拉应力应变曲线的试验结果,提出了一个新的混凝土分段曲线损伤模型,并利用应力连续条件确定了损伤模型中各系数的值。运用该模型到力学分析中,推导了矩形截面的混凝土梁在纯弯矩作用下,在损伤较小和损伤较大时的力学方程,算出了梁的最大承载能力,并与材料力学计算的梁承载能力进行了对比。详细分析了损伤区域及损伤应力在横截面上的变化过程,确定了极限状态下含损伤混凝土梁的应力分布和相应的承载能力,画出了损伤状态梁截面的应力分布图。  相似文献   

18.
数字全息干涉相位导数计算的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
应变测量对材料评估与分析非常重要。通过计算数字全息干涉的相位导数可实现应变测量。本文针对数字全息干涉相位导数提取问题,对数字剪切法和基于二维伪维格纳法进行研究。数字剪切法通过对干涉复相量的数字平移实现剪切,确定干涉相位导数,而二维伪维格纳法则通过对干涉复相量的二维伪维格纳分布变换,由变换模极值对应的频域参数确定相位导数。数字剪切法需干涉复相量的数字剪切过程,还需相位去包裹。由于激光散斑噪声的影响,直接数字剪切法处理效果较差,通过对剪切干涉复相量滤波,能较好消除散斑噪声影响。二维伪维格纳法无需数字剪切和相位去包裹,就可同时得到2个方向的干涉相位导数,但处理时间较长,处理效果较差。最后,用数字全息干涉法对四周固定、中心加载铝圆盘进行了实际测量,并分别用数字剪切法和二维伪维格纳法进行了分析。结果表明,滤波数字剪切法处理时间适中,处理效果较好。  相似文献   

19.
车桥系统非平稳随机振动的PEM-PIM算法   总被引:1,自引:1,他引:0  
研究了车桥耦合系统受到路面不平激励而发生的非平稳随机振动.采用虚拟激励方法(PEM)将路面的竖向随机不平度精确地转化为一系列竖向简谐不平度的叠加,从而简化了运动方程的求解,在此基础上用精细积分法(PIM)的三种格式进行数值计算.这种基于虚拟激励法的精细积分(PEM-PIM)算法比通常的数值积分方法更真实地模拟了车辆作用力在时间域和空间域上的连续变化,也更精确地实施了数值积分.与广泛采用的Newmark方法比较,三种PEM-PIM格式处理这类问题时在分析精度和计算效率上都有显著的改善,而又各有特色.  相似文献   

20.
石灰岩冲击损伤实验与破碎特性研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用一级轻气炮对石灰岩试件进行冲击损伤实验,采用锰铜压力计对冲击波作用过程进行压力测试,对冲击后的试件进行声波探测和剖切观察,研究石灰岩冲击损伤与破碎特征。实验与分析结果表明,在飞片直径小于试件直径、试件自由面条件较好、碰撞压力在1~1.7 GPa的实验条件下,岩石试件的冲击损伤存在头部核心区、环状裂隙区、中部损伤区、底部破坏区的分区特性,且各区的损伤原理不同。软回收装置为试件的侧向和底部创造了良好的自由面条件,以致拉应力对岩石损伤起到了主导作用。最后用有限元软件LS-DYNA对岩石冲击过程进行数值模拟,分析岩石试件的冲击损伤作用,验证了实验结果的正确性。  相似文献   

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