有限弹塑性变形的三维组集式本构模型

本文将文[1]中提出的三维组集式弹塑性本构模型推广应用于有限变形分析,导出了全量型和增量型本构关系在初始构形上的拉格朗日(Total Lagrange)形式和瞬时构形上的拉格朗日(Updated Lagrange)形式。文中对晶体单轴拉伸中的宏观剪切带进行了分析。预测结果与实验吻合。从而说明这种本构模型能够模拟有限变形中的几何非线性效应和晶体材料塑性变形中的宏观力学行为。     

弹塑性本构积分算法

本文运用模态应力,模态应变等概念,发展了一种本构积分中点算法。在简正坐标系下得到简单的算法公式。并对算法的精度和稳定性进行了计算验证和理论分析。本文算法的精度和稳定性比通用的屈服面校正方法——切线刚度—径向拉回方法要好。该法对复杂载荷情况下的弹塑性分析有一定的价值。     

颗粒介质的弹塑性动态本构关系研究

本文运用多刚体系统动力学和微结构连续力学的理论方法，考虑了颗粒体的拓扑结构及颗粒体之间的局部非线性相互作用，通过引进恢复系数，导出了适合于大变形运动（包括平动与转动）情况下，颗粒体间的滑移和分离的客观弹塑性本构关系。     

一种黏弹塑性统一本构模型

经过对大量有关统一本构模型的文献资料分析，指出了现有统一本构模型存在的问题，并通过对材料实验数据的分析，指出了黏弹性现象在实验中的表现，并据此将黏弹性引入到弹性黏塑性统一本构模型之中，建立了黏弹塑性统一本构模型，通过模型的数值模拟证明：模型计算结果无论在变形趋势上，还是在数值精度上都与实验数据符合得很好，克服了此前统一本构模型存在的问题。黏弹塑性统一本构模型的产生将统一本构模型的产生将统一本构理论的内涵扩大到黏弹性范围，进而构造了一个黏弹塑性理论的新框架。     

率无关非比例循环弹塑性本构关系

正确地考虑了塑性应变空间中和非比例加载下的离散记忆特性，提出一种新的率无关非比例循环塑性本构关系，并给出了铜的理论预测值与实验结果的比较．     

弹塑性本构关系的Ilyushin应变空间理论研究进展

Ｉｌｙｕｓｈｉｎ提出五维偏应变矢量空间中的一般弹塑性本构理论，将应力表示为变形迹内蕴几何学参数的泛函，适合于描写复杂加载下金属材料的塑性响应特性。本文对其实验和理论两方面的研究进展作了综述，涉及关于塑性响应矢量特性的“局部确定性”假设，标量特性的“延心原理”假设及Ｉｌｙｕｓｈｉｎ关于矢量空间的“特殊各向同性”假设等的实验研究和验证，微分型和积分型本构模型的建立及所含本构泛函的形式和确定。     

粘弹塑性统一本构模型理论

文章在已有的统一本构模型的基础上,将粘弹性变形引入到统一本构模型之中,成功地改善了材料过渡段的变形模拟情况。通过Hastelloy-X的变形模拟及与其它统一本构模型的变形模拟比较,证明了粘弹塑性统一本构模型的合理性。     

基于SMP破坏准则的饱和砂土弹塑性本构模型

利用土体的塑性流动理论，提出了用于描述饱和砂土在单调荷载作用下的应力一应变反应性质的弹塑性本构模型。土体总的变形由三部分组成：即弹性应变、与体积屈服机制相关的塑性应变和与剪切屈服机制相关的塑性应变，其中与剪切屈服机制相关的塑性应变的得出是基于SMP破坏准则。通过将模型预测的结果与试验结果进行对比，表明该模型能够较为准确地描述饱和砂土在单调加载条件下的反应性质。     

一个简单的描述循环塑性的本构模型

本文提出了一个数学表述简单,易于应用,描述循环塑性的能力及对材料的适应能力都较强的唯象本构模型。     

准脆性材料的弹塑性各向异性损伤耦合本构模型研究

针对准脆性材料的非线性特征,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材料常数,并对简单试验进行了预测,结果表明,所建本构模型对准脆件材料的非线性材料性能有良好的预测能力.     

反平面压电中三相复合本构模型的基本解

给出了三相圆柱压电复合本构模型在承受奇点作用时的基本解答.该解答是通过复势技术结合解析开拓、奇点分析、圆环域上的Laurent级数展开及Cauchy积分公式的运用等而获得的.在所获得的复势的基础上,文中得到了在基体上的奇点作用时各区域上的应力及电位移分布的表达式.     

一类新的超弹性-循环塑性本构模型

目前,很多经典的超弹性-有限塑性本构模型已被提出,但由于超弹性理论中中间构型的引入使得随动硬化法则相对复杂,故多数文献均采用的是经典的Armstrong-Frederick(A-F)随动硬化法则.本文基于已有的本构理论,利用多机制过程的概念拓展了Lion塑性变形分解理论,明确提出了多重中间构型的概念,并在此基础上,对经典理论中客观性的定义进行了概念上的推广,使其更好地适用于超弹性本构理论分析,同时提出了一类新的超弹性-有限塑性本构模型.这类本构模型满足热动力学法则,且可融合多种小变形循环塑性理论中常用的随动硬化法则(如经典的A-F模型,Chaboche模型,Ohno-Wang(O-W)模型以及Karim-Ohno(K-O)模型等),使得小变形理论中背应力的加法分解性质及其演化的临界面阶跃特性在大变形领域中均有所体现,故本文提出的本构理论可看作是小变形循环塑性模型在大变形理论中的扩展.本文最后以K-O模型为例,对推荐模型进行了详细探讨,并与相应的次弹性模型进行了对比.      

循环塑性双曲面多轴本构模型研究

本文提出了一个考虑循环强化/软化效应、塑性应变幅历史效应以及非比例循环加载效应的双曲面模型。在模型中,引入了屈服面和极限面的演化方程;定义了循环应变路径的非比例度;给出了一套合理的确定模型参数的方法。将该模型用于调质热处理的42CrMo钢,模型预言的结果与实验结果吻合很好。     

用Eshelby理论研究复合材料线粘弹性本构关系

本文用Eshelby微力学理论分析,得到短纤维增强材料(SFRC)和基体材料两者的粘弹性本构方程之间存在简单的正比关系。发现体积含量为f的短纤维无序取向SFRC一维力学行为,等效于体积含量为F的短纤维单轴取向SFRC在取向轴上的力学行为。     

304不锈钢室温单轴循环棘轮行为的粘塑性本构描述

在统一粘塑性循环本构模型的框架下对循环硬化的304不锈钢的单轴棘轮行为进行了本构描述. 模型中通过随动硬化背应力演化和各向同性变形阻力演化对304不锈钢在非对称应力循环下的循环附加硬化和循环流动特性进行了分析, 同时考虑了加载历史对循环棘轮行为的影响. 将模型应用于304不锈钢室温单轴循环棘轮行为及其对加载历史依赖性的描述中, 预言结果与实验结果吻合较好.     

ARC INTERFACE CRACK IN A THREEPHASE PIEZOELECTRIC COMPOSITE CONSTITUTIVE MODEL

An in-depth investigation is made on the problem of an arc-shaped interface insulating crack in a three-phase concentric circular cylindrical piezoelectric composite constitutive model. An exact solution in series form is derived by employing the complex variable method. In addition, the distribution of physical quantities such as stresses, strains, electric displacements and electric fields in the whole field and along the interface is also presented. Explicit expressions for crack opening displacement, jump in electric potential on the crack surface and the electro-elastic field intensity factors at the crack tips are obtained. Specific calculations demonstrate that the convergence of the series form solution is satisfactory and that the outer phase (composite phase) will exert a significant effect on the electro-mechanical coupling response of the composite system. Owing to the fact that stresses and electric displacements still possess conventional inverse square root singularities, the oscillating singularities near the crack tip under plane strain conditions will be absent and, as a result, no unphysical interpenetration phenomenon of the two crack surfaces will occur. In conclusion, the elastic solution obtained is also based on a solid physical foundation. Project supported by the National Natural Science Foundation of China (No.59635140), and the Doctorate Foundation of Xi'an Jiaotong University.     

A CONSTITUTIVE MODEL FOR TRANSFORMATION, REORIENTATION AND PLASTIC DEFORMATION OF SHAPE MEMORY ALLOYS

A constitutive model is developed for the transformation, reorientation and plastic deformation of shape memory alloys (SMAs). It is based on the concept that an SMA is a mixture composed of austenite and martensite, the volume fraction of each phase is transformable with the change of applied thermal-mechanical loading, and the constitutive behavior of the SMA is the combination of the individual behavior of its two phases. The deformation of the martensite is separated into elastic, thermal, reorientation and plastic parts, and that of the austenite is separated into elastic, thermal and plastic parts. Making use of the Tanaka’s transformation rule modified by taking into account the effect of plastic deformation, the constitutive model of the SMA is obtained. The ferroelasticity, pseudoelasticity and shape memory effect of SMA Au-47.5 at.%Cd, and the pseudoelasticity and shape memory effect as well as plastic deformation and its effect of an NiTi SMA, are analyzed and compared with experimental results.