颗粒增强复合材料的屈服极限

基于渐近均匀化方法,导出了颗粒增强复合材料的屈服准则,给出了初始屈服应力的解析表达式。因为颗粒增强体的弹性模量远比弹塑性基体的弹性模量高,这个模量差在增强体和基体中产生了装配刚度。解局部问题可以得到该装配刚度。从屈服应力的表达式可以看出,增强体和基体两者的平均装配刚度和剪切模量之比决定了屈服应力的提高程度。给出了两个数值算例。采用菱形十二面体单胞求解了局部问题。取单胞形状为菱形十二面体的优点是增强体的体积比可以高达74%。     

冻土屈服面与屈服准则的研究

基于广义塑性力学,分析了理想塑性冻土屈服面的一些具体特性,对冻土的体积屈服面进行了比较详尽的探讨.通过对已有屈服函数Matsuoka-Nakai屈服准则的修改,提出了一个冻土屈服函数,并对此函数进行了具体研究.通过和试验数据的对比,验证了所提出屈服函数的正确性,所提出的函数含有三个参数,随着温度的不同对冻土屈服面的形状和大小都有重要的影响.     

纯铜后继屈服面的测试与晶体塑性模型模拟

通过纯铜薄壁圆管试样的实测和晶体塑性模拟,用单试样法和多试样法对分别经历拉伸、扭转和组合拉扭变形的试样后继屈服面进行研究.考虑预变形方式、测点数目、测试顺序和指定平移应变等不同条件,对后继屈服面测定结果差异及屈服面内凹现象进行探讨.在此基础上,比较了单试样和多试样两种方法的合理性与有效性.数值模拟采用能反映Bauschinger效应的晶体塑性模型,试样有限元模型每个单元的晶体取向均随机生成,能反映多晶材料变形特征.模拟试验加载过程与真实试验一致.研究表明:(1)采用本文方法可再现真实试验过程,模拟后继屈服面测试展示的现象与实测相近,证实了方法的有效性和合理性;(2)模拟测试与实测均发现,薄壁圆管组合拉扭加载测得的后继屈服面可能出现内凹,单试样法测得屈服面的内凹现象尤为显著;(3)若试验材料的材质比较一致,用多试样法测试后继屈服比用单试样法更合理.     

一种适用于岩土的扩展强度及屈服准则

土壤材料是一种典型的摩擦型材料,然而天然岩石却具有一定的凝聚力,而金属材料则完全是凝聚型材料. 在分析三种典型的材料强度准则表达式基础上,即SMP,Lade-Duncan以及广义Von-Mises准则,通过利用应力张量的不变量表达形式,提出了一种扩展准则即VML准则,该准则能够分别退化为上述3种典型准则. 在偏平面上,新准则能够描述从曲边三角形到圆形在内的多种开口形态;在子午面上,采用幂函数作为破坏准则公式,能够描述静水压力对于强度特性影响的非线性性质. 而对于土壤的屈服性质,岩土材料具有典型的压剪耦合特性,因此,为了描述剪切与等方向压缩两种路径下的体积耦合现象,采用水滴型屈服面作为屈服准则. 对于偏平面上的截面形状,讨论了给定球应力下偏应力强度值的分布形式及特点,讨论了应力罗德角对于偏平面上强度曲线的凹凸性的影响. 最后,通过多种材料的破坏与屈服试验成果,用所提新准则进行了验证. 通过强度以及屈服特性测试对比,验证了所提VML准则的合理性.      

基于非关联流动规律的Gotoh屈服准则的参数确定方法

屈服准则对板料成形过程的理论解析、工艺优化和有限元模拟有着重要的影响. 通过提高屈服准则的各向异性表征能力, 可以确保成形过程的可靠性及实际预测的准确性. 本文基于非关联流动法则, 给出了Gotoh屈服准则一套全新的参数求解方法. 在结合常用屈服准则并考虑流动规律的基础上, 分别以5754O铝合金、DP980先进高强钢和SAPH440结构钢作为研究对象, 进行了不同加载路径下各向异性变形行为的预测. 根据Gotoh屈服准则推导的屈服函数、塑性势函数以及基于关联流动的理论函数计算出屈服应力和各向异性指数$r$值随加载角度的分布趋势, 进而针对平面应力状态的屈服轨迹展开分析, 验证了不同屈服准则和流动规律对各向异性屈服行为的预测精度. 理论与实验数据对比结果表明: 不同屈服准则针对同种板料在流动规律一致的情形下其表征各向异性的能力有显著差异; 相同屈服准则基于不同流动规律其表征能力也具有明显差别. 基于非关联流动的屈服准则能极大地提高精度, 各向异性表征能力显著加强. 相关结果能够为各向异性屈服准则在塑性成形领域的实际应用方案提供重要参考.      

PREDICTION OF YIELD FUNCTIONS ON BCC POLYCRYSTALS

By the nonlinear optimization theory, we predict the yield function of single BCC crystals in Hill's criterion form. Then we give a formula on the macroscopic yield function of a BCC polycrystal Ω under Sachs' model, where the volume average of the yield functions of all BCC crystallites in Ω is taken as the macroscopic yield function of the BCC polycrystal. In constructing the formula, we try to find the relationship among the macroscopic yield function, the orientation distribution function (ODF), and the single BCC crystal's plasticity. An expression for the yield stress of a uniaxial tensile problem is derived under Taylor's model in order to compare the expression with that of the macroscopic yield function.     

塑性材料的统一屈服条件

从一个新的角度对经典屈服条件进行研究，并以最大剪应力是使塑性屈服发生的主要是否 是唯一因素为出发点，提出了包含材料特性以参数的统一屈服条件。     

屈服准则在有限元软件中实现的正确性验证

基于向后欧拉完全隐式积分方法,采用回映算法将Yld2000-2d屈服准则嵌入ABAQUS商业有限元软件.基于严格的力学推导,提出了能够有效验证屈服准则嵌入工作的正确性的方法.针对5754O铝合金板,采用上述方法验证了Yld2000-2d屈服准则在ABAQUS有限元软件中的嵌入工作的正确性.     

确定复合材料宏观屈服准则的细观力学方法

运用细观力学中的均匀化方法，分析了含周期性微结构复合材料的宏观屈服准则，并对Hill-Tsai准则进行了修正。从基于复合材料细观结构的代表性胞元入手，运用塑性极限理论中的机动分析以及有限元方法，计算了细观结构的极限载荷域。通过宏细观尺度对应关系，得到复合材料的宏观屈服准则。     

动载荷下材料的屈服强度变化

描述了冲击加载和准等熵加载下获得材料动态屈服强度的方法,并以钨合金材料为研究对象,通过VISAR测试技术测量了钨合金材料在冲击加载下的屈服强度随压力的变化,并把实验结果与文献报道的准等熵加载下的材料强度变化的实测结果进行了比较。结果表明,准等熵加载下材料的屈服强度明显高于冲击加载下的材料屈服强度,并认为这主要是由于两种加载方式下材料的温升效应不同所造成的。     

YIELD SURFACES AND PLASTIC FLOW OF 45 STEEL UNDER TENSION-TORSION LOADING PATHS

An experimental analysis on the subsequent yield-surfaces evolution using multiple specimens is presented for a 45 steel after a prescribed pre-strain loading in three different directions respectively, and the yielding is defined by a designated offsetting strain. The size of the subsequent yield surface is found smaller than the initial yield surface; the negative cross effects are observed in the normal loading direction, its shape is not a Mises circle but has a rather blunt nose in loading direction and flat in the opposite. These results strongly depend on the loading path and the prescribed offset plastic strain. The plastic flow direction to the subsequent yield surface is investigated, and it is found that the plastic flow direction deviates from the normal flow rule. The deviation differs from preloading case to preloading case. And the plastic flow direction would have a larger deviation from the normal of the yield surface, if the subsequent yield was defined by a smaller offset strain. Furthermore, the experiments are simulated using the Chaboche model, and the results show that it can rationally predict yield-surface only when yield is defined by a fairly large offset strain.     

金属的后继屈服面研究—单试样与多试样测试

采用退火45号钢薄壁试样进行拉扭组合试验,测试材料经历预拉伸后的系列后继屈服面。试验采用偏移应变法定义屈服应力,讨论了不同的偏移应变、预变形程度对后继屈服面测试结果的影响;试验分别用单试样法和多试样法进行,分析讨论了两种方法的合理性与局限性。试验研究得到以下结果：（1）单试样法和多试样法确定的初始屈服面的形状与Mises圆很接近;（2）单试样法屈服点的测试顺序对所测得的屈服面的形状有很大影响,第一测试点与预加载方向相反时,所得屈服面会出现“内凹”现象,而若改变测试顺序,可不再出现“内凹”;（3）单试样法测得的后继屈服面与测试的屈服点数密切相关,当测试的屈服点数较多时,所得结果因累积塑性应变引起的应变强化作用而出现较大的偏离;（4）单试样法与多试样法测得的后继屈服面形状和大小有较明显的差异,测试过程中塑性变形的积累对单试样法的测试结果有明显影响,采用多试样法研究屈服面演化更为合理;（5）多试样法若采用较小目标偏移应变定义屈服,测得的后继屈服面也出现轻微内凹。     

高强钢广义屈服和破坏理论

结合经典强度理论和现代损伤力学对金属屈服和断裂解释的力学原理,给出了高强钢在应力三轴空间广义屈服轨迹方程的新诠释.根据三向等拉伸应力状态下高强钢屈服和宏观脆断的重合性,提出了高强钢在应力三轴空间的开裂准则.通过对高强钢刻痕杆断裂试验的数值模拟分析,对比验证了该开裂准则的普适性及精度.最后,给出了高强钢广义强度理论的物理解释及抗断设防.建议的广义强度理论是解高强钢裂纹体和无裂体断裂的一个尝试.     

各向异性屈服准则的发展及实验验证综述

鉴于材料的屈服行为对板料成形的重要性, 人们对各向异性屈服准则进行了长期研究. 本文对各向异性屈服准则的发展进行了较为全面的回顾, 对Hill系列、Hosford系列和Drucker系列3类屈服准则分别进行归纳. 重点介绍不同类型屈服准则的适用范围及缺陷, 总结目前国内外所采用的不同的实验验证方法, 最后指出各向异性屈服准则在数值模拟中应用的难点及今后的研究方向.      

希尔新屈服准则另一简化形式的外凸范围及m值对屈服轨迹的影响

本文根据泰勒公式推导出了屈服而外凸的一般条件。在而内同性的情况下,研究了文献[1]中所推荐的新屈服准则的外凸性,讨论了屈服轨迹随 m 值的变化规仲以及屈服轨迹的变化对板枓压延性分析的影响。     

工程结构用钢屈强比分析与探讨

论文以T型管节点为例,建立FEMAP有限元模型,利用大型有限元软件ABAQUS进行数值计算,研究屈强比对于钢结构承载能力的影响.并在此基础上,研究影响钢结构承载能力的其它因素,得出钢结构的承载能力是屈强比、屈服强度、静力韧度、几何参数等共同作用的结果,从而为以后钢结构的工程设计提供一个明确的思路.     

YIELD CRITERION IN PLASTIC-DAMAGE MODELS FOR CONCRETE

<正>A class of plastic-damage models for concrete require an unambiguous definition of cohesion in the yield criteria.For this reason,the Lubliner yield criterion has been adopted by many investigators and the commercial FE program Abaqus.As is well known,this criterion has achieved great success especially in plane stress states.In this paper,we are trying to extend it to triaxial compression stress states.First,a major limitation of the Lubliner criterion is analyzed. Then,a revised version of the Lubliner criterion is proposed,which shows appropriate properties over a wide range of stress states often encountered in engineering structures,and the predicted failure envelopes fit well with experimental data.For the concrete damaged plasticity model in Abaqus,a calibration strategy is suggested for uniformly confined concrete.     

Kagome平面格栅结构的屈服面及裂尖塑性区分析

分析了Kagome格栅的等效刚度和屈服面. 其屈服面奇异,由4段直线围成. 利用该屈服面,估算了Kagome具有I型、II型半无限大裂纹的裂尖塑性区,有限元计算验证了解析预测的准确性. 与奇异屈服面相比,由Mises光滑屈服面给出的塑性区误差较大. 因此只有弹性情况,可以将Kagome等效为各向同性;若材料塑性,或应力场奇异性较强,Kagome的强度依赖于主应力方向,不能用各向同性模型来描述.      

岩土的一种强度准则及其变换应力法

基于岩土摩擦性,假设岩土破坏是由其物理空间内特征面上的应力比决定,提出了等效应力比的概念,即物理空间特征面上的剪应力合力与正应力合力的比值.在二维条件下,等效应力比可表示为σ-τ坐标系下与摩尔圆相切的直线扣除截距正切值;在三维条件下,假设在XYZ空间内存在一三维物理空间平面,此三维空间特征平面的等效应力比为影响材料强度特性的决定性因素,基于上述三维空间特征面建立了强度准则并称之为a准则.SMP准则以及广义Mises准则都是a准则的特例,当二维坐标中的截距为零时,则强度准则退化为SMP(spatially mobilized plane)强度准则,而当正切角为零时,则强度准则退化为广义Mises准则.而当截距与外切角均不为零时,则强度准则为介于上述两者之间的一种强度准则,在偏平面上为介于SMP曲边三角形与广义Mises圆形之间的曲边三角形.在子午面上,采用考虑岩土压剪耦合的屈服准则,破坏准则采用幂函数表达式.在偏平面上提出了基于a准则的形状函数,并采用真三维应力状态表示的破坏强度准则表示在三轴压缩路径下以p,q二维应力变量表达的准则公式,推导得到了基于a准则的变换应力公式,可简单地将一般以p,q为基本变量的二维模型转变为三维应力模型.通过强度以及多种应力路径的测试对比,验证了a准则及基于该准则的变换应力公式的合理性.     

浓悬浮体的屈服应力和最大填充率

对剪切稀化的浓悬浮体，假设在剪切状态下结构参数变化的速率服从一级动力学关系，在此基础上导出浓悬浮体最大填充率与剪应力、屈服应力与填充率之间关系的数学模型．用硅粉－甘油水溶液及可可粉－可可脂两种悬浮体的实验确认了模型对工业微米级颗粒悬浮体的适用性