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。     

率相关本构方程积分新算法

提出一种积分率相关本构方程的隐式积分新算法,引入0～1范围内的缩放因子λ对本构方程进行间接求解,可以避免直接求解等效塑性应变或等效塑性应变率时,由于其数值过大或过小而造成的收敛困难或收敛失败,实现对率相关本构方程的快速准确求解.以B-P统一本构方程及双曲正弦本构方程为例,验证了算法的可行性.结果表明,新算法对于准静态变形条件下的无硬化本构方程也可以得出准确的解.     

论塑性旋率本构方程的必要性

在有限变形弹塑性理论中,本构方程通常是以率型形式给出的。因此,应变率的分解将是一个十分基本的问题。在当前,较为流行的是基于中间构形的应变率分解,而这其中最有影响的有 Lee,E.H.等人的工作和 Dafalias 等人的工作。然而,本文的研究表明,至少在某些特殊情况下,我们可以得到与微观子结构定向旋率的有关表达式。这就使给出塑性旋率本构方程变得不必要了。显然,本文的结果既不同于 Dafalias 的工作,也不同于 E.H.Lee等人的工作。前者需要通过塑性旋率的本构方程来确定微观子结构定向的旋率,而后者则需要作出附加的隐含假设来避免给出塑性旋率的本构方程。可以相信,本文工作将可能为有限弹塑性变形的本构理论提供一种新的途径。     

非线性粘弹理论中的单积分型本构关系

本文综述了非线性粘弹理论中的单积分本构表达,评述了多种有代表性的单积分型非线性粘弹理论,对几种本构方程加以分析比较,以揭示它们的内涵,明了其非线性表述原理。      

经典弹塑性力学体系下岩土材料的本构方程

剑桥模型,修正剑桥模型以及近年来出现的适用于砂土和黏土的统一硬化模型在岩土工程中有重要的科研和实用价值．在经典弹塑性力学框架下重新推导了以上这些岩土材料本构方程,对岩土工程中常用的本构模型和经典弹塑性理论框架下的岩土本构模型进行了对比,将两个体系下的相关量建立了联系．     

样条积分方程法分析弹塑性板弯曲

基于形变理论和Mises准则本文用虚载法分别导出Reissner型和Kirchhoff型板弹塑性弯曲方程,对它们间在多边形简支和轴对称弯曲下的相通性给出论证,并用弹性板样条积分方程法来求解,对诸如塑性域的范围和深度以及各点的弹塑性内力和位移等即使在稀疏剖分下也能有良好的计算精度。     

血液的本构方程

血液是一种复杂的非牛顿流体,其本构方程的研究在血液流变学及血液动力学等领域均有重要的意义．本文对这一领域的研究工作、成果与研究方法进行了回顾,并指出研究中的几个难点问题      

粘弹性固体的精细积分有限元算法

粘弹性固体本构方程的数学表达式分为微分型和积分型两种,其数值求解主要是时域上离散计算。文中从微分型表达式出发导出其状态空间方程的数学表达式,通过严格推导论证了它与微、积分型表达式的等价性;引入状态空间方程,从而利用精细积分格式来求解粘弹性固体本构方程;给出了粘弹性固体本构方程的精细积分有限元算法,为求解粘弹性固体本构方程的数值解提供了一个新的途径,具有计算简便,求解精度高等优点。     

多晶金属材料的三维组集式弹塑性本构模型

本文从分析多晶金属材料的细观组织在弹塑性变形中的贮能和耗能机制入手,提出一个三维组集式弹塑性本构模型。该模型将材料单元抽象成沿三维空间各方向均匀分布组件的集合体,方向组件反映材料的细观性态并在宏观上协调变形,所有方向组件的内力总效应构成宏观应力。文中导出了显式的弹塑性本构关系,并与Budiansky的复杂加载试验结果及其它塑性模型进行了对比。     

非饱和多孔介质非线性有限元分析的一致性算法

在文[1]工作的基础上，对非饱和多孔材料非线性问题进行分析，给出分析的本构模型，模型中考虑了毛吸压力的影响。给出问题分析的求解技术与算法策略，在此基础上，为保证迭代算法的收敛性，文中给出适合于广义塑性本构模型分析的一致性算法与一致性切线刚度矩阵。给出的数值算例证实了理论与算法的正确与有效性。     

形状记忆合金的本构模型及其有限元实施

基于塑性力学中屈服面的概率以及Liang和Brinson提出的马氏体体积百分量和应力,温度间的关系,提出了适用于描述多信形状记忆合金的形状记忆效应和伪弹性效应的本构模型,并用T．T．法对该本构模型进行了非线性有限元实施,算例表明该本构模型与实验结果比较吻合,且只需对现有非线性有限元程度稍做修改就可得到实施,简单易行,有一定的实用价值。     

有限元子结构并行算法的效能分析

引入了有限元子结构的并行算法,该方法通过划分子结构,由多个CPU并行进行静凝聚,然后求解界面位移,最后返回各小结构并行求解内点位移和应力.该方法在ELXSI 6 400并行机上程序实现,表明能大幅度节省机时.本文同时也对该方法的效能进行了分析.     

非经典大变形弹塑性本构方程及其算法研究

本文介绍了作者提出的非经典大变形弹塑性木构方程的增量形式，发展了相应的有限元分析方法。由于不采用屈服面的概念及相应的流动规律与加载准则，与传统的算法相比，本文提出的算法不仅简化了计算过程，而且改善了收敛速度和计算精度。作为验证和应用的例子，分析了圆柱试件的大变形拉伸颈缩过程和短圆柱的镦粗过程。与实验结果的比较证明了所发展方法的有效性。     

半解析有限元法分析非线性粘弹体在板材模具中的流动

聚合物熔体在模具中的均匀性决定板材成型的质量。熔体具有非线性记忆性的粘弹效应,同时流道十分复杂。为准确、简便地分析熔体流动情况,针对板材机头流道的特点,提出了流动计算新的方法——有限柱半解析法,即在流道的厚度方向采用富氏级数描述流动分布,把三维有限元方程简化成为二维,得到以流量和压力为未知量的有限元方程。同时采用K-BKZ积分型本构模型描述熔体的非线性记忆性,给出求解非线性方程组的迭代方法,取得较好的收敛性。对两种典型的板材模具进行了分析计算,得出模具出口处的流量分布,通过把结果与三维有限元分析的结果相比较,表明该方法可以准确地分析板材模具中熔体的流动。     

多孔硅橡胶材料有限元计算的切线本构矩阵

为进行多孔硅橡胶材料非线性有限元计算，针对用伸长比表示的应变能函数，推导了多孔硅橡胶材料非线性有限元计算中切线本构关系的具体形式。并采用便于编程的矩阵记法，给出了非线性有限元计算中克希荷夫应力和格林应变之间的切线关系式。     

结构非线性动力方程的精细积分算法

基于线性方程精细积分的思路,对具有惯性、阻尼、刚度非线性的动力方程及参变非线性动力方程提出了一种较高精度线性化精细积分迭代计算算法,算例表明该算法可用较大的步长取得满意的计算精度,并可在较大的线性化区间获得较高的计算精度。     

非线性弹性及全量弹塑性有限元分析中的一致性切线模量

本文导出了非线性弹性及全量弹塑性有限元分析中的一致性切线模量,从而可以保持牛顿迭代法固有的平方收敛速度.指出了某些文献中关于切线模量的不正确表述,并以数值算例验证了本文方法的正确有效.