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相似文献
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1.
本文研究了理想刚塑性简支圆板在均布阶跃载荷作用下的塑性动力响应。应用屈服条件和建立方程时,考虑了横向剪力与转动惯量,得到了问题的完全解。  相似文献   

2.
本文以作者给出的刚粘塑性强化体有限变形动力学加速度最小原理为依据,采用Kantorovich近似方法分析了非弹性薄圆板在冲击荷载作用下的动力响应。分析中考虑了材料的应变强化和应变率效应。通过与现有实验和理论结果比较,评价了数值解的精度。  相似文献   

3.
阶梯形悬臂梁在脉冲载荷作用下塑性动力响应的完全解   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文采用双塑性铰模型,分析了阶梯形悬臂梁自由端受矩形脉冲载荷作用时的刚塑性动力响应,给出了整个响应过程封闭形式的完全解,讨论了一些主要参数对最终挠度的影响。  相似文献   

4.
LIU Feng  席丰 《爆炸与冲击》2008,28(3):243-251
基于大挠度动力控制方程,应用有限差分离散求解,研究了阶跃载荷作用下弹塑性悬臂梁的动力行为。通过对动力响应早期内力、变形以及能量分布规律的分析,考察了悬臂梁的弹塑性响应模式和变形机制,并与已有的刚塑性分析进行了系统的比较。数值计算表明,阶跃载荷的不同幅值使得梁的响应模式存在较大差异,弹塑性分析肯定了刚塑性理论在处理中载情形的准确性,同时也指出了其在处理低载和高载情形时的缺陷。通过与小变形理论计算结果的比较,指出了考虑大变形效应的必要性,为今后的大变形刚塑性动力分析提出了建议。  相似文献   

5.
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   

6.
TC4动态力学性能研究   总被引:7,自引:0,他引:7  
陈刚  陈忠富  陶俊林  牛伟  何鹏 《实验力学》2005,20(4):605-609
材料的本构模型参量是结构冲击动力响应数值模拟的基础。本文运用静态实验机和SHB装置,对TC4在常温~750C°、应变率10-4~103s-1下的力学行为进行了研究,得到了相应的塑性本构模型参量。通过Taylor撞击实验及其数值模拟对本构模型参量进行了验证,表明所得参量可较好描述冲击载荷作用下材料的塑性力学行为。  相似文献   

7.
本文研究了置于流体表面上圆板的塑性动力响应问题。假设流体为无旋不可压理想流体,圆板由刚塑性材料制成。圆板受均匀分布的矩形脉冲载荷作用。证明了流体阻力的影响是不可忽略的,而圆板转动惯量的影响是较小的。本文运用积分方程理论,求得了流体阻力所等效的附加质量的封闭解,从而给出了在“中载”下简支圆板塑性动力响应的完全解。  相似文献   

8.
分析了置于无旋不可压理想流体流面上的简支刚塑性圆板受矩形脉冲载荷作用的大挠度动力响应,借助Hankel变换,将液-固耦合作用为在空气中的圆板塑性动力响应问题,进而求解弯矩和膜力联合作用的大挠度运动方程,得到了中载及高载下各相运动的完全解,并提供了数值算例。  相似文献   

9.
李吉伟  何天虎 《力学学报》2020,52(5):1267-1276
工程中大量材料的形变介于弹性与黏性之间, 既具有弹性固体特性, 又具有黏性流体特点, 即为黏弹性. 黏弹性使得材料出现很多力学松弛现象, 如应变松弛、滞后损耗等行为. 在研究受热载荷作用的多场耦合问题的瞬态响应时, 考虑此类问题中的热松弛和应变松弛现象, 对准确描述其瞬态响应尤为重要. 针对广义压电热弹问题的瞬态响应, 尽管已有学者建立了考虑热松弛的广义压电热弹模型, 但迄今, 尚未计入应变松弛. 本文中, 考虑到材料变形时的应变松弛, 通过引入应变率, 在Chandrasekharaiah广义压电热弹理论的基础之上, 经拓展, 建立了考虑应变率的广义压电热弹理论. 借助热力学定律, 给出了理论的建立过程并得到了相应的状态方程及控制方程. 在本构方程中, 引入了应变松弛时间与应变率的乘积项, 同时, 分别在本构方程和能量方程中引入了热松弛时间因子. 其后, 该理论被用于研究受移动热源作用的压电热弹一维问题的动态响应问题. 采用拉普拉斯变换及其数值反变换, 对问题进行了求解, 得到了不同应变松弛时间和热源移动速度下的瞬态响应, 即无量纲温度、位移、应力和电势的分布规律, 并重点考察了应变率对各物理量的影响效应, 将结果以图形形式进行了表示. 结果表明: 应变率对温度、位移、应力和电势的分布规律有显著影响.   相似文献   

10.
工程中大量材料的形变介于弹性与黏性之间, 既具有弹性固体特性, 又具有黏性流体特点, 即为黏弹性. 黏弹性使得材料出现很多力学松弛现象, 如应变松弛、滞后损耗等行为. 在研究受热载荷作用的多场耦合问题的瞬态响应时, 考虑此类问题中的热松弛和应变松弛现象, 对准确描述其瞬态响应尤为重要. 针对广义压电热弹问题的瞬态响应, 尽管已有学者建立了考虑热松弛的广义压电热弹模型, 但迄今, 尚未计入应变松弛. 本文中, 考虑到材料变形时的应变松弛, 通过引入应变率, 在Chandrasekharaiah广义压电热弹理论的基础之上, 经拓展, 建立了考虑应变率的广义压电热弹理论. 借助热力学定律, 给出了理论的建立过程并得到了相应的状态方程及控制方程. 在本构方程中, 引入了应变松弛时间与应变率的乘积项, 同时, 分别在本构方程和能量方程中引入了热松弛时间因子. 其后, 该理论被用于研究受移动热源作用的压电热弹一维问题的动态响应问题. 采用拉普拉斯变换及其数值反变换, 对问题进行了求解, 得到了不同应变松弛时间和热源移动速度下的瞬态响应, 即无量纲温度、位移、应力和电势的分布规律, 并重点考察了应变率对各物理量的影响效应, 将结果以图形形式进行了表示. 结果表明: 应变率对温度、位移、应力和电势的分布规律有显著影响.  相似文献   

11.
Non-linear finite element software LS-DYNA is used to analyze the axial compression behavior and energy absorption of a high-strength thin-walled member under an impact load. To elucidate the effect of dynamic impact on the strain rate, the Cowper-Symonds equation is applied to analyze the plastic state of stress and the onset of dynamic yielding under different strain rates, such that the modeled deformation behavior of the member is consistent with the actual situation. Results for the thin-walled members made of mild steel and dual phase steel are compared. Assuming two different materials with equal sectional areas, an analysis confirms that the energy absorption of high-strength steel thin-walled component is better than the mild steel thin-walled component. Hence, thin-walled tubes made of high-strength steel are investigated using a series of analysis. The relationships between displacement and load, average load and energy absorption properties are obtained.  相似文献   

12.
A theoretical rigid-plastic analysis for the dynamic shear failure of beams under impulsive loading is presented when using a travelling plastic shear hinge model which takes into account material strain hardening. The maximum dynamic shear strain and shear strain-rate can be predicted in addition to the permanent transverse deflections and other parameters. The conditions for the three modes of shear failure, i.e., excess deflection failure, excess shear strain failure and adiabatic shear failure are analyzed. The special case of an infinitesimally small plastic zone is discussed and compared with Nonaka's solution for a rigid, perfectly plastic material. The results can also be generalized to examine the dynamic response of fibre-reinforced beams.  相似文献   

13.
混凝土WW三参数率相关动态本构模型   总被引:3,自引:0,他引:3  
根据一致粘塑性模型理论,结合所做的混凝土单轴动力特性试验,对常用的混凝土本构模型Willam—Warnke三参数模型进行改进,引入应变率的影响,推导了Willam—Warnke材料的动态率相关本构模型;并与试验的应力应变曲线进行比较,结果表明本文模型能够较好地反应混凝土的动力特性;最后,通过对一受冲击荷载的简支梁进行计算,并与线弹性及率无关塑性结果进行比较,结果表明考虑了应变率的影响后梁的动力特性发生了较大的变化。  相似文献   

14.
以复合板中面的挠度响应作为不锈钢复合板抗冲击性能的评价指标,基于能量法和经典层合板理论,考虑层间结构参数设计,通过横向载荷下的弯曲平衡微分方程,建立冰载荷下不锈钢复合板挠度响应简化解析模型。该分析模型将整个动态响应分析过程分为冰载荷计算分析和动力学方程求解两个阶段。分析了冰载荷模型的面倾角、冲击速度和碰撞位置对冰载荷的影响,确定极端工况参数,汇总接触面的节点力数据;分析了层厚比对挠度响应的影响规律;基于LS-DYNA有限元仿真以及数值算例分析,对比挠度响应仿真结果和解析计算值,验证了本文简化解析模型的准确性,研究结果对不锈钢复合板抗冲击性能分析和评估具有一定的参考价值。  相似文献   

15.
混凝土率型内时损伤本构模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
宋玉普  刘浩 《计算力学学报》2012,29(4):589-593,598
混凝土是一种典型的率敏感材料,为了更好地描述混凝土结构在动力、冲击荷载作用下的强度和变形特征,本文结合内时理论和损伤理论建立了一种考虑混凝土率效应的内时损伤本构模型。该模型的特点:将混凝土材料的受力软化效应分解为密实状态的塑性效应和由微裂缝扩展引起的刚度退化效应。前者由内时理论来描述,这使该模型摆脱了一般弹塑性模型中屈服面的概念,从而更符合混凝土的变形特性,并且简化了非线性计算过程;后者由损伤理论来描述,根据混凝土的动力试验结果建立了增量型的损伤演变方程,从而使该模型能够较好地反映混凝土的动力特性。最后,应用本文建议的模型对一钢筋混凝土简支梁进行了非线性分析,结果表明:当结构承受快速荷载作用时,应变率对结构的受力性能影响较大,在进行结构分析时必须予以考虑。  相似文献   

16.
《力学快报》2022,12(6):100363
In this paper, a data-driven method to model the three-dimensional engineering structure under the cyclic load with the one-dimensional stress-strain data is proposed. In this method, one-dimensional stress-strain data obtained under uniaxial load and different loading history is learned offline by gate recurrent unit (GRU) network. The learned constitutive model is embedded into the general finite element framework through data expansion from one dimension to three dimensions, which can perform stress updates under the three-dimensional setting. The proposed method is then adopted to drive numerical solutions of boundary value problems for engineering structures. Compared with direct numerical simulations using the J2 plasticity model, the stress-strain response of beam structure with elastoplastic materials under forward loading, reverse loading and cyclic loading were predicted accurately. Loading path dependent response of structure was captured and the effectiveness of the proposed method is verified. The shortcomings of the proposed method are also discussed.  相似文献   

17.
本文采用刚塑性分析方法,研究了带裂纹有限长韧性材料梁在纯弯曲力矩作用下的动态塑性断裂过程,本文考虑了由于断裂引起的附加轴向力对断裂过程的影响,并在分析中考虑了应变率对断裂过程的影响。文章给出了断裂过程中断裂截面上弯曲力矩和轴向力随时间的变化规律,以及裂纹长度,裂纹扩展速度和加速度随时间的变化规律。  相似文献   

18.
45钢的J-C损伤失效参量研究   总被引:8,自引:1,他引:7  
为了在结构碰撞效应的有限元分析中描述材料行为,通过开展45钢在不同应力状态和温度下的准静态材料力学性能实验及拉伸SHB实验,考察了应力状态三轴度、温度和应变率对材料失效应变的影响。由实验数据得到了Johnson-Cook失效模型参量,并通过出现失效的Taylor撞击实验和数值模拟进行了一定的验证,表明模型描述与实验结果的趋势一致。  相似文献   

19.
基于复合材料层合板一阶剪切理论,推导了复合材料层合板单元的刚度阵和质量阵列式;同时采用了Adams应交能法与Rayleigh阻尼模型相结合的方法,构造了相应的阻尼阵列式;为了防止在低阶模态中分层处出现的上、下子板不合理的嵌入现象,建立了含分层损伤复合材料加筋层合板动力分析的分层分析模型和虚拟界面联接模型。在上述模型和理论基础上,采用了Tsai提出的刚度退化准则和动力响应分析的精细积分法,对含分层损伤复合材料加筋层合板结构进行了动力响应和破坏分析。通过算例,分别讨论了外载频率、分层位置,以及破坏过程的刚度退化对含损伤复合材料加筋层合板动力响应特征的影响,得到了一些具有理论和工程价值的结论。  相似文献   

20.
Motivated by the distribution of non-linear relaxation (DNLR) approach, a phenomenological model is proposed in order to describe the cyclic plasticity behavior of metals under proportional and non-proportional loading paths with strain-controlled conditions. Such a model is based on the generalization of the Gibbs's relationship outside the equilibrium of uniform system and the use of the fluctuation theory to analyze the material dissipation due to its internal reorganization. The non-linear cyclic stress–strain behavior of metals notably under complex loading is of particular interest in this study. Since the hardening effects are described appropriately and implicitly by the model, thus, a host of inelastic behavior of metals under uniaxial and multiaxial cyclic loading paths are successfully predicted such as, Bauschinger, strain memory effects as well as additional hardening. After calibrating the model parameters for two metallic materials, the model has demonstrated obviously its ability to describe the cyclic elastic-inelastic behavior of the nickel base alloy Waspaloy and the stainless steel 316L. The model is then implemented in a commercial finite element code simulating the cyclic stress–strain response of a thin-walled tube specimen. The numerical responses are in good agreement with experimental results.  相似文献   

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