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相似文献
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1.
大变形下初始斜交异性本构方程   总被引:3,自引:0,他引:3  
采用材料主轴法,建立了初始斜交异性材料在变形构形(Euler描述)下的斜交异性本构方程,以及在初始构形(Lagrange描述)下的形式.具体给出了斜交异性线弹性材料方程的显式,它在Lagrange描述下形式简洁,可方便地用于有限元计算.文中指出,在变形构形下是线弹性的材料,在Lagrange描述下其本构方程一般已成为非线性,我们称之为本构转换非线性.这种非线性在实际的有限元计算中还未引起重视.为理论简明,本构方程是对二维给出的.  相似文献   

2.

为研究层状复合岩石高温作用下的力学特性,对相似材料制备的层状复合岩石进行20℃(室温),100℃,200℃和300℃热处理,并开展单轴压缩试验获取其物理力学参数。结果表明,随着温度升高,层状复合岩石质量变化率与体积膨胀率呈上升趋势,且在100℃时增幅明显。拟合各力学参数的经验公式发现,峰值强度及弹性模量趋于劣化并呈线性降低,峰值应变与温度成正相关。随着温度升高,层状复合岩石呈剪切–滑移型破坏,单一类岩石由剪切破坏向张拉–剪切破坏转化,破坏时微裂纹数量增多,在300℃时延性特征显著。引入考虑温度效应的岩石本构模型并拟合了不同温度下的应力应变曲线,该模型较好地表征了热处理后层状复合岩石的损伤演化规律及破坏特征,合理地揭示了层状复合岩石高温作用后的损伤机理。

  相似文献   

3.
在等温小变形弹塑性内时本构方程偏量形式的基础上,导出了适用于大位移、小应变分析的弹塑性内时本构方程。并导出了带有初始几何缺陷的非线性弹塑性问题的有限元方程。文中给出的算例表明本方法是可行有效的。  相似文献   

4.
考虑裂纹闭合效应的岩石损伤本构关系   总被引:2,自引:0,他引:2  
岩石中的预存裂纹只有在一定的法向压应力即裂纹闭合应力的作用下才可能闭合,其闭合过程与其方位和外加应力场有关,并且,即使对于裂纹已经完全闭合的岩石,如果裂纹闭合应力不同,则岩石的应力应交关系也不相同。本文建立了考虑裂纹闭合效应的岩石细观损伤力学模型,分析了裂纹闭合应力对岩石损伤演化过程和应力应变关系的影响。数值结果表明裂纹闭合应力显著地改变岩石的应力应变关系,表现为随裂纹闭合应力的增加,岩石的轴向应变变化较小,侧向应变和体积应变则大为增加。  相似文献   

5.
于宁宇  李群 《力学学报》2014,46(1):87-93
M积分在材料构型力学中表征着缺陷自相似扩展的能量释放率,而有效弹性模量下降量在传统损伤力学中是一个具有内变量属性的损伤参数. 探讨了两者之间的特定关系,以此为材料构型力学与损伤力学搭建桥梁.借助穆斯海里什维利(Muskhelishvili)复势函数方法获取无限大弹性平面含圆形夹杂的弹性场解,根据M 积分的复势函数解析表达式得到M 积分与夹杂弹性模量的显式表达式. 随后通过有限元分析,对含复杂缺陷群的弹塑性材料进行数值模拟,结果表明内部缺陷区域的有效弹性模量下降与M 积分存在着特定关系. 基于此,提出利用材料构型力学中的外变量参数(M 积分)来替代损伤力学中的内变量参数(弹性模量下降量)描述材料的缺陷演化.   相似文献   

6.
基于岩石微元强度服从Weibull分布规律,引入损伤变量修正因子,建立了考虑残余强度影响的岩石损伤本构模型.运用多元函数求极值的方法,推导了含修正系数的模型参数\(m\)和\(F_{0}\)的理论表达式;对模型修正因子的选取进行了讨论分析. 结果表明:本文修正模型的实质是增加了一个含有修正系数的线性项;修正系数 \(\delta \)主要反映岩石的残余强度特征,选取合适的 \(\delta \) 值可以提高修正后本构模型的准确性.  相似文献   

7.
综合考虑宏细观缺陷的岩体动态损伤本构模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
针对节理岩体同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的客观事实, 提出了在节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏细观缺陷的观点。为此, 首先对基于细观动态断裂机理的经典岩石动态损伤本构模型—TCK(Taylor-Chen-Kuszmaul)模型进行了阐述, 其次基于Lemaitre等效应变假设推导了综合考虑宏细观缺陷的复合损伤变量(张量), 进而在此基础上建立了相应的节理岩体动态损伤本构模型, 并利用该模型讨论了载荷应变率及节理条数对岩体动态力学特性的影响规律。结果表明, 在不同载荷应变率下试件在变形初始阶段是重合的, 而后随着应变的增加, 试件峰值强度、峰值应变及总应变均随载荷应变率的增加而增加; 随着节理条数的增加, 试件峰值强度逐渐降低, 但降低趋势逐渐变缓并趋于某一定值。上述研究结论与目前的理论及实验研究结果的基本规律是一致的, 说明了本模型的合理性。  相似文献   

8.
本文在等温小变形弹塑性内时本构方程偏量形式的基础上,导出了适用于大位移、大转动、小应变分析的弹塑性内时本构方程,进一步推导出了带有初始几何缺陷的非线性弹塑性问题的有限元方程,可用于分析缺陷对结构非线性弹塑性反应的影响,也可用于带缺陷的非线性问题求解及稳定性分析.  相似文献   

9.
张亮亮  王晓健 《应用力学学报》2020,(1):372-377,I0026
为描述岩石加速蠕变阶段的非线性变形规律,在广义开尔文体基础上串联一个村山体,基于Kachanov损伤率理论,建立了损伤变量D与蠕变时间的函数关系,并根据Lemaitre应变等效原理将村山体中的无损模型参数p用有效模型参数p(1-D)代替,以此来表征岩石加速蠕变阶段的非线性,建立了一种新的非线性损伤蠕变模型;根据广义塑性力学理论给出了该模型的三维蠕变方程;采用Levenberg-Marquardt非线性优化最小二乘法对红砂岩和绿片岩常规三轴压缩蠕变试验数据进行拟合,反演得到这两种岩石的蠕变模型参数。拟合结果表明:拟合曲线与试验曲线的拟合相关系数R2分别为0.999和0.992,说明该蠕变模型能较好地反映这两种岩石各阶段的蠕变曲线特征。  相似文献   

10.
考虑损伤的节理本构模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
本文在弹塑性损伤的理论框架内,讨论了节理等地质间断面的本构模型。这个模型能够反映节理面的损伤弱化,扩容和弹性刚度劣化等复杂特性。这个模型的另一优点是,塑性变形增量与屈服面是非正交的,但本构矩阵具有对称性。这种对称性在岩石力学的理论研究和数值分析中是至关紧要的。  相似文献   

11.
Summary  The aim of this contribution is to formulate an engineering theory describing the effect of periodic structure of the elastic foundation on the dynamic behaviour of a plate with geometrical periodical imperfections, Fig. 1. It is shown that the obtained solutions depend on the structure length parameter l of the elastic foundation and the wave length of imperfections. The general results are illustrated by an example and compared with the known theories of orthotropic plates. Received 7 February 1999; accepted for publication 6 October 1999  相似文献   

12.
含初缺陷裂纹损伤梁的冲击动力屈曲   总被引:1,自引:0,他引:1  
由Hamilton原理导出考虑初始缺陷及横向剪切变形时裂纹梁的动力屈曲控制方程;应用断裂力学中常用的线弹簧模型将裂纹引入到屈曲控制方程中;基于B-R动力屈曲判断准则,采用数值方法求解了受轴向冲击载荷作用时裂纹梁的动力屈曲;对比讨论了不同冲击速度、初始几何缺陷大小以及分布形式等因素对梁冲击动力屈曲的影响。  相似文献   

13.
The equivalent elastic modulus of cracked bodies with orderly distributed cracks was computed with the boundary element method. A practical self-consistent scheme has been proposed in consideration of the mutual interaction effects of the cracks. The influence of friction coefficients and orientation of cracks has been investigated. Some computational examples have been given, and the results show that the proposed method is adequate and the scheme is efficient.This project is supported by the National Natural Science Foundation of China.  相似文献   

14.
A theoretical model for the evaluation of the elastic modulus in particulate composites has been developed. The method takes into account the existence of a mesophase between main phases, which constitutes an important parameter influencing the behaviour of a composite material. This layer between the matrix and filler develops different physico-chemical properties from those of the constituent phases and variable ones along its thickness. The effect of the progressive variation of the elastic modulus of the mesophase on the modulus of the composite was estimated by applying various simple laws of variation. Convenient laws of variation were introduced, varying from a simple one, assuming a linear law, to a more refined one using a parabolic law. Experimental results with particulates, based on iron-filled epoxy composites, compared satisfactorily with other models. However, the model based on a parabolic law was superior to all others on physical grounds.List of symbols E elastic modulus - v Poisson's ratio - volume fraction - r radius - V volume - K bulk modulus - r thickness of mesophase - parameter which depends on the sudden changes of the heat capacity for the filled and unfilled polymer C p f and C p 0   相似文献   

15.
The contact interaction of an elastic punch of arbitrary cross-section and an elastic semi-space with initial (residual) stresses is studied. A general method to solve the problem is proposed. It allows solving contact problems for bodies with initial (residual) stresses when the solution of the corresponding elastic problem is known __________ Translated from Prikladnaya Mekhanika, Vol. 43, No. 12, pp. 28–40, December 2007.  相似文献   

16.
Load and depth sensing indentation methods have been widely used to characterize the mechanical properties of the thin film-substrate systems. The measurement accuracy critically depends on our knowledge of the effective elastic modulus of this heterogeneous system. In this work, based on the exact solution of the Green's function in Fourier space, we have derived an analytical relationship between the surface tractions and displacements, which depends on the ratio of the film thickness to contact size and the generalized Dundurs parameters that describe the modulus mismatch between the film and substrate materials. The use of the cumulative superposition method shows that the contact stiffness of any axisymmetric contact is the same as that of a flat-ended punch contact. Therefore, assuming a surface traction of the form of [1−(r/a)2]−1/2 with radial coordinate r and contact size a, we can obtain an approximate representation of the effective elastic moduli, which agree extremely well with the finite element simulations for both normal and tangential contacts. Motivated by a recently developed multidimensional nanocontact system, we also explore the dependence of the ratio of tangential to normal contact stiffness on the ratio of film thickness to contact radius and the Dundurs parameters. The analytical representations of the correction factors in the relationship between the contact stiffness and effective modulus are derived at infinite friction conditions.  相似文献   

17.
针对受压球壳非线性屈曲过程,对含初始缺陷受压球壳的稳定性进行研究。根据EN1993-1-6(2007)规范,给出不同制造等级壳体的等效缺陷值计算方法;基于线性特征值分析的模态构型给出初始缺陷的分布。利用非线性有限元弧长法对球壳受压失稳过程进行数值模拟,得到屈曲前后球壳变形情况及全过程载荷-位移曲线。计算一致缺陷模态法和N阶缺陷模态法对应的球壳屈曲临界载荷,结果表明,受压球壳对缺陷较敏感,承载能力随缺陷值增大而降低;一致缺陷模态法计算便捷,在工程应用上具有合理性,N阶缺陷模态法考虑高阶模态缺陷构型,结果更加全面,可以为工程中缺陷结构稳定性设计提供参考。  相似文献   

18.
建立了FRP(Fibre Reinforced Polymer)筋粘结式锚具粘结界面的Rib-scale模型和Bar-scale模型,然后利用Fourier-Bessel级数推导了FRP筋、混凝土以及钢套筒等在径向应力作用下的解析解.解析解与数值解吻合较好,验证了用Fourier-Bessel级数表达的解析解的有效性....  相似文献   

19.
利用随机场对圆柱薄壳结构的初始几何缺陷进行建模,并据此建立了一种用于含初始几何缺陷轴压圆柱薄壳屈曲分析的随机分析方法。首先,指出已有将圆柱薄壳初始几何缺陷表征为二维高斯随机场的方法会导致与实际不相符的初始几何缺陷,如圆柱周长显著增大或缩小的几何缺陷。其次,提出一种考虑周长不变约束的随机场建模方法,以剔除与实际不相符的随机几何缺陷。最后,基于所建立的初始几何缺陷随机场模型,利用非干涉多项式混沌展开法进行圆柱薄壳的随机屈曲分析,给出临界屈曲载荷的概率分布。数值试验结果表明,基于随机场理论的初始几何缺陷建模方法可有效刻画几何缺陷对结构承载能力的影响,而提出的约束随机场建模方法又能有效减小结果的分散性。  相似文献   

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