基于孕育时间的金属材料动态屈服理论(英文)

利用孕育时间准则建立金属从弹性到塑性状态的转变模型,这种方法类似于在St.-Petersburg State University发展起来的脆性固体断裂的结构暂存理论.该方法可使我们建立模型,很好地分析和解释材料随温度变化发生的屈服应力演化、韧-脆性失效转变及其他效应等特殊的力学现象.     

采用粘弹塑性模型计算地基的变形

本文认为,当外加荷载小于土的连结强度时,土体表现为弹性,当外加荷载大于土的连结强度时,土体表现为粘弹塑性,故土的力学性质可以采用文献提出的粘弹塑性力学模型来分析。土的连结强度与土体本身的C、(?)、σ_3＇、有关。在此基础上,编制了计算程序,分析了两个例子,结果表明,土体的变形仅限于某一个区域内,采用粘弹塑性力学模型分析地基的变形与实际是比较吻合的。     

基于内变量理论的岩土材料本构关系研究

通过对基于经典弹塑性力学本构理论的岩土材料本构关系的分析，讨论了经典弹塑性力学本构理论存在的问题及局限性．根据现代连续介质力学热力力学原理和内变量理论，给出岩土材料本构关系中屈服函数的物理意义、屈服函数和耗散函数之间的关系；给出一种新的确定岩土材料弹塑性本构关系的方法．根据这一新方法推导了增量型本构关系的弹塑性矩阵，给出了塑性应变增量的表达式，证明了弹塑性耦合下的广义正交法则．说明了基于内变量理论的岩土材料弹塑性本构关系需要进一步探讨的问题．     

火山岩油气钻井的岩石力学特性

研究了大庆徐家围子地区火山岩地层的岩石力学性质及本构关系,根据现场声波测井资料及岩心资料,通过室内实验及回归分析建立了声波测井资料与火山岩岩石力学特性预测模型,并根据损伤力学的相关理论,推导出火山岩弹塑性损伤本构关系式.实验结果表明,该研究区域火山岩可钻性值相对较高,硬度较大,塑性系数较低,泊松比较低,表现出明显的脆性和弹性特征;火山岩弹塑性损伤本构关系式符合火山岩实际变化规律.     

承受拉-扭组合载荷的薄壁圆筒屈服时产生塑性流动的条件

提出了在无外力作功的情况下，具有Bauschinger效应的弹塑性材料处于屈服状态产生自发的塑性流动时应满足的条件．这个条件不仅与材料的力学性能有关，而且还处决于材料的具体的载荷边界条件和变形．举例说明了承受拉一扭组合的薄壁圆筒中，采用组合强化模型时，产生塑性流动的具体条件．     

各向同性及随动硬化材料在有限弹塑性变形情况下的本构关系

提出一种修正的随动硬化材料塑性应变关联流动律,一个有限弹塑性变形过程被分解成许多小变形子过程,子过程中的应力响应被研究,研究表明子过程中的应变增量有两部分组成,只有其中一部分影响应力,结果,各向同性及随动硬化材料在有限弹塑性变形时的本构关系被提出,最后,对新本构关系与其它理论的本构关系作了比较,计算了简单剪切变形的应力。     

Lagrange型有限变形弹塑性本构理论

Casey和Naghdi（1992）指出，塑性本构理论中引入的量如塑性应变和背应力张量等至少在理论上必须有明确的定义。从而使理论可进行实验验证。根据Dafalias（1988）和Chen（1999）背应力张量和塑性应变张量的定义，在Naghdi等的理论框架下建立了Lagrange型的有限变形弹塑性本构理论。讨论了Ilyushin公设导致的正交流动法则和对弹性响应泛函的限制条件。进一步讨论了由于使用上述背应力张量的定义对屈服函数形式的限制。     

弹塑性断裂的内参量热力学分析 Ⅱ.弹塑性裂纹体的裂纹扩展

采用内参量热力学方法讨论弹性—理想塑性体的裂纹扩展,主要在下两方面有更进一步的理论分析。一是对弹塑性断裂力学中的各种能量关系作出了统一的整理,讨论了弹塑性裂纹体的裂纹扩展和塑性变形的驱动力与阻尼力,并给出了相应的过程准则表达式以及能用于弹塑性柔度标定的计算公式。二是以中心裂纹体为例,分析了裂纹扩展的热力学稳定性条件,明确弹塑性裂纹扩展的热力学稳定性的全局性条件是不能满足的,然后转而结合具体的极限势函数方程来讨论恒位移状态下满足稳定性的局域性条件的各有关情况,区分出裂纹失稳扩展—止裂、明显稳定扩展(撕裂)和缓慢稳定扩展三种情况,并举例给出了应变—裂纹长大和应力—应变的计算曲线。     

内参量热力学中的应变参量分析

以连续体的各力学守恒定律和熵函数为基础,给出了完备的变形体内参量热力学的表述框架。讨论了将热力学状态参量分划为外参量和内参量的必要性和依据,论证了热力学内参量和非弹性变形的关系以及将各种类型的非弹性应变列为内参量的数学条件。给出了考虑非弹性变形的内参量热力学基本方程,讨论了熵平衡和熵产生的关系方程和行为特性。引入两种定义的变形体自由能函数的表述方程,给出了各相应的状态方程组。     

一种统一非饱和土水-力-气三相耦合本构理论模拟方法

非饱和土在不排水不排气条件下土体仍会发生变形,因此非饱和土弹塑性本构理论模拟有必要考虑孔隙比的变化.本文推导了不同排水排气条件下(不排水、排气,不排水不排气,排水排气)非饱和土弹塑性本构理论预测控制方程,可用来预测非饱和土在不同排水排气条件下的力学特性行为.通过与试验结果对比分析可知,该方法能够较好地再现室内试验结果,描述非饱和土在不同排水排气条件下的水-力-气耦合行为.     

鄞县二桥稳定性分析

对国内少见的飞燕式、三片拱钢管混凝土系杆拱桥--鄞县二桥进行基于空间建模的稳定性分析.分别进行了线弹性、弹性大变形及弹塑性大变形的稳定计算,考虑荷载布置、拱肋初始几何缺陷、预应力等因素的影响,总结了些有益的结论,对该类桥梁的建设有一定参考价值.     

第三届全国热应力大会会议综述

来自国内50多所高校近200名专家学者和研究生代表出席了本次会议. 会议主要围绕以下主题进行研讨: 热弹性理论及广义热弹性理论、考虑热效应的多场耦合力学、高低温环境结构下的行为及其控制、微纳尺度下的热应力分析、高温下的材料力学性能、热电材料力学、热振动与热冲击及其分析方法、热接触/热断裂/热疲劳等. 本次大会充分展示了热应力方面的最新研究成果, 对于倡导引领高水平的热应力研究, 促进学术交流和科研合作, 推动热应力基础研究成果和重大工程应用的紧密结合起到了积极的作用.     

弹性力学和弹性断裂问题的准凸重构核粒子法

通过放宽重构条件,准凸重构核近似可以构造任意高阶正性更好的形函数.本文结合控制方程的Galerkin弱式,将准凸重构核近似应用于弹性力学和弹性断裂问题的计算,推导了相关计算公式,建立了弹性力学和弹性断裂问题的准凸重构核粒子法(quasi-convex reproducing kernel particle method,QCRKPM).通过编写QCRKPM的MATLAB程序,对中心圆孔方板和边缘裂纹方板这两个算例进行了模拟计算.将QCRKPM的数值精度和计算效率与无单元Galerkin(element-free Galerkin,EFG)方法和重构核粒子法(reproducing kernel particle method,RKPM)进行对比,验证了QCRKPM的高效性和高精度.     

利用压杆技术确定与验证一些结构材料的塑性模型(英文)

提出了一种关于材料力学特性的综合研究方法,包括获取材料在宽大的应变率及温度范围下的必要的力学特性,确定或辨别材料的变形及破坏模型的必要参数,并通过特别的实验及数字模拟实验来检验或验证模型的适当性.通过对一些结构金属及合金材料的研究,展现了该方法的应用潜力.     

橡胶增韧高聚物的动态断裂

采用冲击改性的高聚物对材料的断裂能在近瑞利波速Cr时减小的断裂行为进行了研究.设计了基于条带几何形状的实验装置用以探索这些高聚物在快速裂纹传播(RCP)时的脆性行为.发现沿着橡胶增韧聚甲基丙烯酸甲酯(RT-PMMA)的整个试样,尽管有的出现裂纹分叉甚至裂纹俘获静止,其宏观裂纹速度几乎恒定.当材料行为趋于加速裂纹时,临近Cr时断裂能减少,而当由于分叉使力学惯性效应趋于限制裂纹传播速率时,宏观裂纹速度稳定在大约αmb=0.6 Cr,其是RT-PMMA的宏观裂纹分叉速度.因此,对这种材料在宏观裂纹分叉速度时,实验断裂表面能及断裂表面韧性没有单一值.实际上,其宏观断裂表面能值随着失稳形态数目或无效裂纹分叉而增加.     

动态剪切型断裂问题

就剪切型动态断裂中存在的破坏模式问题进行了分析讨论,并利用受侧向冲击加载的单边平行双缺口试样,对Ti6Al4V钛合金冲动动态断裂问题进行了实验研究,与经典断裂力学不同,对于不同的材料和不同的加载率条件,结构的剪切断裂分析必须注意区分所存在的3种可能的断裂模式和机制。通过裂尖塑性场及其在高加载率下的热粘塑性失稳的近似分析,给出了Ⅱ型裂纹体绝热剪切起裂的临界条件,理论预测与实验结果的物理现象相符。     

冲击压缩下纯铝中微孔洞塌陷的数值模拟

由于实验中无法观察材料的孔涮在受冲击加载时的变形过程,本文对纯铝中孔洞的变形过程进行了数值模拟.采用了3种材料模型:舣线性模型、塑性随动模型和应变率相关塑性模型,分别模拟了它们在冲击压缩下内部微孔洞的塌陷,并对结果作了详细的比较.结果表明:基体材料模型为双线性模型时,孔洞在冲击压缩下会出现射流现象,应变率的变化和材料的硬化方式不影响孔洞的变形;模型为应变率相关塑性模型时,孔洞在冲击压缩下不会出现射流现象,孔洞的变形与当前应变率和应变率历史相关;模型为塑性随动模型时,孔洞在压缩到某一时刻体积不会进一步缩小,孔洞周围单元会因失效而被删除,孔洞反而有变大的趋势,并且用这种模型模拟孔洞变形时,硬化系数会对孔洞变形有影响.通过对使用3种模型计算结果的比较,可以确定影响孔洞变形的主要因素.     

各种生产过程最优节能参数的存在性(英文)

研究表明,在诸多生产过程中可以优化输入的断裂能量,使加工能耗最小.以一个简单的中心断裂为例,当加截脉冲具有某种特定形态时,施加到样品上引发破裂的能量可以取一个显著的最小值.研究结果显示,优化各种与断裂有关的生产过程,使得能量消耗最小是可能的.这种优化的可能应用包括钻孔或岩石粉碎过程,此时能耗成本通常占生产成本的最大部分.上述方法可以预测钻孔或研磨机等的最优参数,从而大大降低生产成本.文章第二部分研究了接触作用条件下引发断裂的能量输入行为.考虑一个球型粒子冲击一个半空间靶的情形,接触导致的应力场可用赫兹解来估计.定义了断裂判据之后,即可确定引发断裂的球粒临界速度及相应的临界动能.该动能的大小依赖于加载的持续时间,并十分明显地存在一个最小值.据此可断定,存在一个动态冲击的能量最优模式.     

一种引人注目的新材料——形状记忆合金

描述了形状记忆合金的基本实用特性,并从力学的观点介绍了对认识过程以及可遂马氏体相变过程,描绘了合金的形状记忆效应,变形引发相变,回复应力,超塑性和双向记忆效应。     

基于Voigt模型和Reuss模型的三方晶粒各向异性集合的弹性本构关系

多晶体材料的宏观力学性质与晶粒的化学成分和多晶体的微结构（晶粒的尺寸、取向分布、边界结构）有关，研究多晶体微结构与材料宏观力学性质的关系具有重要的理论意义和工程应用背景。利用三方晶粒的D3对称性给出了三方晶粒的弹性本构关系，通过引入ODF描述多晶体材料的取向分布，基于Voigt模型和Reuss模型分别找出带有织构系数影响的三方晶粒任意集合的多晶体材料弹性本构关系上、下限。