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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
混凝土黏塑性动力损伤本构关系   总被引:1,自引:0,他引:1  
李杰  任晓丹  黄桥平 《力学学报》2011,43(1):193-201
从静力弹塑性损伤本构关系的基本框架出发, 综合考虑塑性应变与损伤 演化的率敏感性, 建立了能够较为全面地描述混凝土在动力加载条件下非线性性能的混凝土 黏塑性动力损伤本构模型. 为了考虑塑性应变的率敏感性, 基于Perzyna理论推导了有效应 力空间黏塑性力学基本公式, 采用改进的Perzyna型动力演化方程, 将损伤静力演化方程推 广到动力加载情形. 基于并联弹簧模型, 从概率论的角度推导给出了一维损伤静力演化方程, 并基于能量等效应变的基本概念将其推广到多维损伤演化. 利用数值模拟, 计算得到了 混凝土在不同应变率下的应力应变全曲线, 同时得到了一维动力提高因子和二维动力强度包 络图, 数值结果与试验结果的对比表明了该模型的有效性.  相似文献   

2.
岩体介质渐进破坏的弹塑性本构关系   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文把作者和曲圣年提出的岩体介质的应变软化,非关联和弹塑性耦合的本构关系推广到独立作用加载面的情况.并应用这种理论,具体地给出了具有强化帽和渐进破坏屈服面的岩体介质本构关系.  相似文献   

3.
针对准脆性材料的非线性特征:强度软化和刚度退化、单边效应、侧限强化和拉压软化、不可恢复变形、剪胀及非弹性体胀,在热动力学框架内,建立了准脆性材料的弹塑性与各向异性损伤耦合的本构关系。对准脆性材料的变形机理和损伤诱发的各向异性进行了诠释,并给出了损伤构形和有效构形中各物理量之间的关系。在有效应力空间内,建立了塑性屈服准则、拉压不同的塑性随动强化法则和各向同性强化法则。在损伤构形中,采用应变能释放率,建立了拉压损伤准则、拉压不同的损伤随动强化法则和各向同性强化法则。基于塑性屈服准则和损伤准则,构建了塑性势泛函和损伤势泛函,并由正交性法则,给出了塑性和损伤强化效应内变量的演化规律,同时,联立塑性屈服面和损伤加载面,给出了塑性流动和损伤演化内变量的演化法则。将损伤力学和塑性力学结合起来,建立了应变驱动的应力-应变增量本构关系,给出了本构数值积分的要点。以单轴加载-卸载往复试验识别和校准了本构材料常数,并对单轴单调试验、单轴加载-卸载往复试验、二轴受压、二轴拉压试验和三轴受压试验进行了预测,并与试验结果作了比较,结果表明,所建本构模型对准脆性材料的非线性材料性能有良好的预测能力。  相似文献   

4.
拉-扭复合加载下不锈钢的弹塑性本构关系——Ⅱ.理论   总被引:3,自引:1,他引:2  
赵社戌  匡震邦 《力学学报》1996,28(6):745-750
提出应力是塑性应变空间内蕴几何学参数的泛函.一般情况下,塑性应变空间是非欧几何空间,而其度量张量是塑性应变和其历史的函数,但在初始各向同性和不可压的情况下可取成欧氏空间.本文在Ilyushin理论,和Valanis理论的基础上,提出在拉-扭复合加载下的εp1-εp3空间中新的积分型弹塑性本构关系,所建理论预测的结果和实验[1]相当一致,表明理论是合理的  相似文献   

5.
Klisi.  M 俞稼pan 《力学进展》1990,20(2):239-250
本文提出一个描述各种材料的循环加载行为的一般理论,它在数学上以模糊集理论为基础。根据建立本构模型的观点,它跟以往的许多循环塑性模型有密切关系。它不是利用两个或两个以上的屈服面或界面,而是在由应力与一个从属函数(membership function)所生成的空间里引入一个更一般的曲面。这个概念使我们可以在同一个数学框架中定义许多不同的模型。借助于几个一维的例子考察这一理论的若干可能情形。本文考虑了有记忆与无记忆的以及记忆衰减的本构模型,这些模型有各向同性的和随动硬化的,以及无硬化的。用模糊集的表述法,描述了循环加载过程中的各种现象,如滞后回路,循环稳定效应,弹性-塑性的光滑转变,等等。这些现象都用适当的例子作了说明。  相似文献   

6.
提出应力是塑性应变空间内蕴几何学参数的泛函.一般情况下,塑性应变空间是非欧几何空间,而其度量张量是塑性应变和其历史的函数,但在初始各向同性和不可压的情况下可取成欧氏空间.本文在Ilyushin理论,和Valanis理论的基础上,提出在拉-扭复合加载下的εp1-εp3空间中新的积分型弹塑性本构关系,所建理论预测的结果和实验[1]相当一致,表明理论是合理的  相似文献   

7.
试验表明,大多数工程材料在冲击载荷作用之下的变形一般都同时包含有可恢复的瞬态性弹性变形和不可恢复的粘滞性塑性变形,即其本构关系可以用弹粘塑性模型来描述。本文从内变量理论出发,探讨了时率相关材料的弹粘塑性本构关系的一般特性,建立了增量型的弹粘塑性本构关系的一般理论框架和普适的表达式,并且对两种最常用的本构模型——Bodner-Partom模型和Johnson-Cook模型给出了在一维应变条件下的具体形式。通过计算和讨论一维应变粘塑性靶板中冲击波的衰减机制和应力波的演化规律,特别是考察各种粘塑性本构模型中的材料参数对冲击波的衰减和应力波的演化的影响,得出了一些可以直接应用或具有一定借鉴价值的结果,为研究应力波的其他衰减机制以及在人防工程中智能防护层设计时新材料的选取奠定了基础。  相似文献   

8.
各向同性率无关材料本构关系的不变性表示   总被引:2,自引:1,他引:1  
在内变量理论的框架下,针对各向同性率无关材料,使用张量函数表示理论建立 了塑性应变全量及增量本构关系的最一般的张量不变性表示. 它们均由3个完备不可约的基 张量组合构成,这3个基张量分别是应力的零次幂、一次幂和二次幂. 因此得出,塑性应变、 塑性应变增量与应力三者共主轴. 通过对基张量的正交化,给出了本构关系式在主应力空间 中的几何解释. 进一步,全量(或增量)本构关系中3个组合因子被表达为应力、塑性应 变(或塑性应变增量)的不变量的函数. 当塑性应变(或塑性应变增量)的3个不变量之间 满足一定关系时,所给出的本构关系将退化为经典的形变理论(或塑性势理论). 最后,还讨论它与奇异屈服面理论的关系,当满足一定条件时,两者是一致的.  相似文献   

9.
单晶铁电体的宏细观本构关系描述   总被引:1,自引:1,他引:0  
以高技术电子材料-铁电单晶体为研究对象,在对铁电体中电畸内的细观力学耦合场分析的基础上,采用Mori-Tanaka方法以自洽的方式导出了材料构元的Helmholtz自由能及Gibbs自由能函数的解析表达式。并分析在广义应力空间和广义应变空间中,按Hill-Rice内变量本构理论框架,导出了铁电体畸变屈服面方程,增量型本构关系及内变量的演化方程。文末给出了对BaTiO3单晶材料力电行为的一维数值模拟  相似文献   

10.
运动硬化材料本构关系的精确积分及其推广应用   总被引:6,自引:0,他引:6  
考虑到弹塑性有限元分析中的每一增量步长或迭代之后,需要对材料本构关系进行积分,本文导出了运动硬化材料本构关系的精确积分。算法步骤简洁。将它推广应用于各向同性硬化材料和混合硬化材料时,对于径向加载情况,此积分仍是精确解;对于非径向加载情况,此积分是具有很高精度的近似解。计算结果表明本文提出的算法在精度和效率上改进了现行的子增量法的数值积分方案。  相似文献   

11.
对于受轴向冲击载荷作用的薄壁圆管动态响应的相似律问题,由于圆管的薄壁特性导致厚度无法与高度和半径按相同的比例进行结构缩放,从而产生模型的几何畸变,此时传统的相似律已无法描述原型与畸变模型之间的动态响应规律。基于薄壁圆管轴向冲击问题的控制方程,通过能量守恒和量纲分析,推导了考虑几何畸变条件下轴向冲击载荷作用的理想弹塑性薄壁圆管动态响应的相似律。通过在给定应变与应变率区间上建立比例模型预测的流动屈服应力与原型流动屈服应力的最佳逼近关系,将几何畸变相似律进一步推广至包含应变率和应变硬化的材料。通过数值方法验证了提出的几何畸变模型相似律的适用性。分析结果表明,提出的考虑厚度畸变的受轴向冲击薄壁圆管的相似律可用于预测原型结构的冲击动态响应,并显著降低比例模型与原型结构平均载荷和能量的偏差。  相似文献   

12.
In this paper, a generalized anisotropic hardening rule based on the Mroz multi-yield-surface model for pressure insensitive and sensitive materials is derived. The evolution equation for the active yield surface with reference to the memory yield surface is obtained by considering the continuous expansion of the active yield surface during the unloading/reloading process. The incremental constitutive relation based on the associated flow rule is then derived for a general yield function for pressure insensitive and sensitive materials. Detailed incremental constitutive relations for materials based on the Mises yield function, the Hill quadratic anisotropic yield function and the Drucker–Prager yield function are derived as the special cases. The closed-form solutions for one-dimensional stress–plastic strain curves are also derived and plotted for materials under cyclic loading conditions based on the three yield functions. In addition, the closed-form solutions for one-dimensional stress–plastic strain curves for materials based on the isotropic Cazacu–Barlat yield function under cyclic loading conditions are summarized and presented. For materials based on the Mises and the Hill anisotropic yield functions, the stress–plastic strain curves show closed hysteresis loops under uniaxial cyclic loading conditions and the Masing hypothesis is applicable. For materials based on the Drucker–Prager and Cazacu–Barlat yield functions, the stress–plastic strain curves do not close and show the ratcheting effect under uniaxial cyclic loading conditions. The ratcheting effect is due to different strain ranges for a given stress range for the unloading and reloading processes. With these closed-form solutions, the important effects of the yield surface geometry on the cyclic plastic behavior due to the pressure-sensitive yielding or the unsymmetric behavior in tension and compression can be shown unambiguously. The closed form solutions for the Drucker–Prager and Cazacu–Barlat yield functions with the associated flow rule also suggest that a more general anisotropic hardening theory needs to be developed to address the ratcheting effects for a given stress range.  相似文献   

13.
In order to improve the prediction capability of spring-back in automotive sheet forming processes, the modified Chaboche type combined isotropic-kinematic hardening law was formulated based on the modified equivalent plastic work principle to account for the Bauschinger effect and transient behavior. As for the yield stress function, the non-quadratic anisotropic yield potential, Yld2000-2d, was utilized under the plane stress condition. Besides the theoretical aspect of the constitutive law including the general plastic work principle for monotonously proportional loading, the method to determine hardening parameters as well as numerical formulations to update stresses were developed based on the incremental deformation theory and the consistency requirement as summarized in Part I, while the characterization of material properties and verifications with experiments are discussed in Part II and III, respectively.  相似文献   

14.
周喆  匡震邦 《力学学报》1999,31(2):185-192
在Ilyushin五维应变空间下,利用弹塑性有限变形的有限元法。研究了两相介质在非比例加载下的弹塑性特性,提出了应力模、延迟角随应变路径、转折角变化的近似计算公式,计算结果还表明,工程材料的许多复杂本构特性都是由第二相介质引起的.  相似文献   

15.
Cyclic plasticity experiments were conducted on a pure polycrystalline copper and the material was found to display significant cyclic hardening and nonproportional hardening. An effort was made to describe the cyclic plasticity behavior of the material. The model is based on the framework using a yield surface together with the Armstrong–Frederick type kinematic hardening rule. No isotropic hardening is considered and the yield stress is assumed to be a constant. The backstress is decomposed into additive parts with each part following the Armstrong–Frederick type hardening rule. A memory surface in the plastic strain space is used to account for the strain range effect. The Tanaka fourth order tensor is used to characterize nonproportional loading. A set of material parameters in the hardening rules are related to the strain memory surface size and they are used to capture the strain range effect and the dependence of cyclic hardening and nonproportional hardening on the loading magnitude. The constitutive model can describe well the transient behavior during cyclic hardening and nonproportional hardening of the polycrystalline copper. Modeling of long-term ratcheting deformation is a difficult task and further investigations are required.  相似文献   

16.
结构钢损伤本构关系的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
郑宏  顾强 《计算力学学报》2001,18(4):469-472
回顾了结构钢损伤模型的发展史,提出了一种新的本构模型-结构钢弹塑性各向异性损伤本构模型,该模型采用混合强化准则,考虑Bauschinger效应,屈服平台、硬化(软化)效应及损伤和损伤演化影响。算例分析结果表明本文模型能够客观地反映结构钢在循环荷载作用下的工作性能、适用于进行钢结构及构件在循环荷载作用下弹塑性反应分析。  相似文献   

17.
不同加载状态下TA2钛合金绝热剪切破坏响应特性   总被引:2,自引:1,他引:1  
一般认为绝热剪切现象在宏观上表现为材料动态本构失稳,即热软化大于应变硬化.本文采用帽型受迫剪切试样研究TA2钛合金的动态力学特性和本构失稳过程.首先对剪切区加载应力状态进行理论和数值分析,通过合理设计帽型试样,剪切区变形可近似按剪切状态处理;结合二维数字图像相关法(two-dimensional digital image correlation,DIC-2D)直接测试试样剪切区应变演化,给出帽型受迫剪切实验的等效应力-应变响应曲线.进一步,利用Hopkinson压杆对TA2钛合金开展动态压缩及帽型剪切对比试验研究,比较压缩、剪切试验得到的等效应力-应变曲线,采用"冻结"试样方法分析试样中绝热剪切局域化演化过程,探讨不同加载状态下TA2钛合金的绝热剪切破坏现象及其动态力学响应特性.实验结果表明,在塑性变形初始阶段,动态压缩及剪切加载下的等效应力-应变曲线符合较好,但随塑性损伤发展及绝热剪切带形成,两者出现分离,表明损伤及绝热剪切演化过程与应力状态相关.剪切试样实验得到的本构"软化"特性能够反映绝热剪切带起始、破坏演化过程的力学响应特性,而在动态压缩实验中,即使试样中已出现双锥形的绝热剪切带及局部裂纹分布,其表观等效应力-应变曲线并不出现软化特征,动态压缩实验无法得到关于绝热剪切起始、发展以及破坏的本构软化响应特性.  相似文献   

18.
采用共旋应变的三维热弹塑性有限变形有限元法   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文采用线性化共旋应变张量和增率型虚功原理,建立了有限变形热力耦合弹塑性有限元法。在该方法中,材料的流动应力取为应变总量、应变速率和温度的函数,推导了包含这种函数关系的本构矩阵。另外在温度场分析中,考虑了塑性功和摩擦功转化的热量。文后给出的算例表明该方法可以很好地模拟热加工过程。  相似文献   

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