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.     

不同预加载对聚酰胺66后继屈服强度影响的研究

利用万能试验机对施加了不同预加载位移的聚酰胺66(PA66)试样在3种不同应变率条件下进行单轴压缩、剪切和复合压剪测试,研究预加载和应变速率对材料力学性能的影响。结果表明,不同预加载位移下PA66的后继屈服行为和硬化行为都表现出显著的应变率敏感性,且预加载位移的大小对PA66后继屈服强度有明显的影响。在压缩和剪切复合加载实验中,利用压剪杆试样(SCBS)的测试方法引入了4种不同的加载角度(15°、30°、45°、50°);对不同预加载位移的PA66后继屈服正、剪应力进行分析可知,4个角度的正、剪应力均随着预加载位移的增加而增大,基于此引入改进的von-Mises(MMC)屈服准则,对测试得到的不同应变率下PA66的实验屈服轨迹进行理论描述。进一步结合von-Mises等效塑性应变标定了预加载后PA66后继屈服面的演化参数,结果表明,在一定的塑性应变范围内PA66的后继屈服行为表现出等向强化的加工硬化规律。     

牛顿迭代一致性算法及其在板弹塑性有限元分析中的应用

本文简略讨论了有限载荷增量弹塑性有限元分析中传统切线刚度法丧失精度和牛顿迭代平方收敛速度的原因,并提出保持牛顿迭代平方收敛速度、保证一阶精度和无条件稳定性的一致性算法.一致性算法具备以下两个特征:1)采用路径无关计算格式;2)采用一致弹塑性切线模量。根据一致性算法构造出以弯矩和曲率为基本变量的弹塑性板弯曲有限元NIDKQ元。数值结果表明NIDKQ元具有令人满意的精度,同时验证了有限载荷增量下牛顿迭代一致性算法的平方收敛率特性,而传统切线刚度法随着塑性区的扩展将大大降低收敛速度。     

牛顿迭代一致性算法及其在板弹塑性有限元分析中的应用

本文简略讨论了有限载荷增量弹塑性有限元分析中传统切线刚度法丧失精度和牛顿迭代平方收敛速度的原因,并提出保持牛顿迭代平方收敛速度、保证一阶精度和无条件稳定性的一致性算法.一致性算法具备以下两个特征:1)采用路径无关计算格式;2)采用一致弹塑性切线模量。根据一致性算法构造出以弯矩和曲率为基本变量的弹塑性板弯曲有限元NIDKQ元。数值结果表明NIDKQ元具有令人满意的精度,同时验证了有限载荷增量下牛顿迭代一致性算法的平方收敛率特性,而传统切线刚度法随着塑性区的扩展将大大降低收敛速度。     

一致切线刚度法在三维弹塑性有限元分析中的应用

本文提出了一致切线刚度法,并把它应用于三维弹塑性有限元分析问题。从而解决了增量迭代弹塑性有限元分析方法中长期存在的速度慢、精度低问题,一致切线刚度法满足加卸载互补准则,即没有应力漂移现象,具有一阶精度、二阶迭代收敛速度、计算量少和无条件稳定等优点,借助算例对一致切线刚度法和传统切线刚度法（包括路径相关和路径无关两种结构变量更新格式）从计算精度、迭代收敛速度和计算量等几方面进行了比较。     

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57540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.     

塑性理论在桩端盖机设计中的应用

桩端盖机设计和生产必须解决塑性极限弯矩、配套电动机功率、工件下料尺寸等计算问题．把桩端盖机的工件加工过程视为一个塑性折弯过程,根据问题的特点,提出基于Tresca屈服准则的一种简化计算方法,解决了工件在塑性折弯过程中的受力分析、应力和变形分析等问题,得到相应的数学表达式．最后结合某厂生产实际给出了一个计算实例,为桩端盖机设计提供了理论依据．     

随机有限元方法在断裂分析中的应用

在幂律非线性随机有限元基础上,以单边裂纹板为例给出计算含量钢继裂参数,J（J积分）,δ（裂纹张开位移）,Δ（由裂纹引起的裂纹板上下底面相对位移）,θ（由裂纹引起的裂纹板上下底在相对转角）及其对基本随机变量变化率的方法和分析算例。     

一定初缺陷杆在轴向冲击下弹塑性动态屈曲有限元计算

本文用有限元方法分析了一定初缺陷杆受轴向冲击的弹塑性动态屈曲。由变形功相关的屈曲判据求出屈曲时间,计算了初缺陷及冲击载荷形状和大小对屈曲时间的影响。     

应力函数及其对偶理论在有限元中的应用

借助于Cosserat连续介质模型,探讨了应力函数和位移对避免有限元C$^{1}$连续性困难的互补性作用. 通过对应力函数对偶理论的深入分析,为将应力函数列式得到的余能单元转化为具有一般位移自由度的势能单元提供了严格的理论基础,在此基础上,给出应用应力函数构造有限元的一般方法.