上海软土的屈服函数

在同济大学真三轴仪的试验结果基础上，提出符合条件的π平面上的形状函数，并结合能反映应力诱发各向异性的关口－太田屈服函数，提出适合于上海软土的新的屈服函数，并与剑桥模型，关口－太田模型进行了理论比较。     

Drucker-Prager系列屈服准则在稳定分析中的应用研究

Drucker-Prager(D-P)系列屈服准则作为Mohr-Coulomb(M-C)准则的修正模型在岩土工程中得到了广泛应用.然而采用不同的D-P系列屈服准则可能会得到差距较大的结果,文中对不同D-P系列屈服准则进行了比较系统的比较,指出了D-P系列屈服准则相互之间的关系,揭示了准则的物理意义,给出了不同准则之间的转换公式,论证了准则转换强度折减的本质,进而提出了一种在D-P系列屈服准则间进行边坡安全系数转换的新方法.采用ANSYS软件通过算例分析,对比不同D-P准则计算结果,得出了一些有益的结论,数值分析结果有力地验证了本文有关理论的正确性.     

橡胶增韧环氧树脂的应力白化

多相高聚物韧性的增强总是伴随着应力白化现象,通常以材料在断裂过程中银纹(craze)的形成来解释。本文报道使用三种不同的四氧化锇染色法在 TEM 下观察橡胶增韧环氧树脂的拉伸断裂面区域,显示了尺寸为100(?)的微小结构单元。但是在所有观察中未发现任何存在银纹的迹象。观察发现材料断裂面附近的橡胶相在拉伸断裂过程中产生强烈形变和遭受撕裂破坏,并在材料的基质成分中出现众多的微裂缝(crack)。它们终止于橡胶颗粒。作者认为橡胶相是材料形变和破坏过程中的重要能量吸收源。应力白化现象归因于被撕裂的橡胶颗粒产生的空穴和突起以及基质成分中的微裂缝对光线的散射作用。     

一个可区分破坏模式的新应力三轴度参数

三轴应力状态对破坏模式影响很大,但是根据应力三轴度的传统定义难以定量地判断破坏模式。本文根据准脆性断裂和塑性屈服的发生条件,从二者被满足的先后顺序角度,提出了一个新的应力三轴度定义以及临界三轴度这一材料常数。区分破坏模式的判据可简单地表示为:当应力三轴度大于材料的临界三轴度时,则发生准脆性断裂;当应力三轴度小于临界三轴度时,则先发生屈服和塑性变形。通过对平面应力和平面应变状态下椭圆孔孔边应力三轴度的理论分析,提出了有限厚度板中裂尖应力三轴度的数值计算方法,考察了不同板厚下单边裂纹裂尖应力三轴度沿板厚方向的分布特点,并给出了相应的经验公式。     

CFRP加固含腐蚀缺陷的受弯圆钢管屈服弯矩计算

对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固含均匀腐蚀缺陷的圆钢管受弯承载力进行了理论推导及试验研究。理论分析中,利用等效截面法推导了CFRP加固含腐蚀圆钢管在纯弯曲作用下屈服弯矩的计算公式。通过2组钢管试件(每组包含一个未经CFRP加固和一个经CFRP加固的钢管试件)的四点弯曲静力加载实验得到了其屈服弯矩。试验测试结果表明,经CFRP加固后,含腐蚀的圆钢管屈服弯矩值明显增大。试验测试中得到的钢管和CFRP沿轴向的应变发展过程验证了理论分析中所采取假设的正确性。通过将试件屈服弯矩的理论值与试验结果对比,两者之间的误差在2%以内,由此验证了所提理论公式的准确性。     

岩石强度准则的主应力显式表达式几何推导及应用

主应力是岩石强度准则的基本量,然而,给定应力张量求解主应力的三次特征方程通常难以求解。本文通过几何关系将主应力的三次代数方程转化为三元一次方程组的求解,最终建立了三个主应力关于应力张量不变量的显式表达式,并着重推演了其在静水压力效应的刻画、三维强度准则的推导和空间屈服面的绘制中的应用。可为岩石真三轴试验数据可视化提供参考,同时丰富了弹塑性力学教学内容。

     

纯钼烧结体压缩变形本构模型建立

基于可压缩连续材料的屈服准则和塑性本构关系,推导了粉末烧结材料的压缩变形屈服条件,采用真空烧结技术制备了不同密度的钼,通过在MTS810实验机上进行单向压缩试验,研究了在不同的初始密度,变形温度和应变速率的条件下,纯钼烧结休压缩变形流变应力的变化规律.建立了其流变应力的经验回归模型,进而确定了纯钼烧结材料压缩变形的屈服条件.在此基础上,建立了钼粉烧结材料压缩变形的弹塑性本构模型.这些研究对于提高钼粉烧结材料成形工艺模拟的精度和制定合理的塑件成形工艺具有重要意义.     

冰与海洋结构物作用的极限承载力

为进一步研究冰与海洋结构物作用时的变形和影响,论文将岩土力学中的Smith屈服准则引入到冰材料的弹塑性分析中,从细观力学的角度分析了孔洞存在以及拉、压破坏强度不同的条件下冰材料的力学性能,构造了冰的本构方程;采用分区构造方法分析给出冰与矩形直立结构物作用时应力场的解析解;最后用数值计算的方法分析给出不同压力敏感性参数和拉压强度比下冰的极限承载力.分析结果表明Smith屈服准则能够准确反应孔洞的存在及拉压屈服强度不同对冰材料力学性能的影响.     

弹靶碰撞的修正泰勒理论及计算机模拟

弹靶碰撞可用来确定材料的动屈服强度,作者提出了一种新的弹靶接触面积增长模型——阻滞增长模型,该模型假设接触面积的增长率为接触面积的减函数.并采用该模型对经典的弹靶撞击理论——Taylor理论,进行了修正.与Taylor理论和钱伟长修正理论相比,本文的理论更符合实际,并与有限元结果一致.     

钢厚板母材及其焊接影响区的Z向拉伸试验

为研究钢结构厚板的Z向性能,针对Q345B结构用钢,在不同板厚,不同尺寸十字形对接焊缝下,进行不同取样位置、方向的取样,在常温和低温下进行简单拉伸试验.分析了不同板厚、焊缝尺寸、取样位置、方向及温度下的屈服强度、极限强度及断面收缩率的变化规律.试验结果表明:随钢板厚度增大,屈服强度fy,极限强度fu和断面收缩率ψ皆降低;Z向取样的fy,fu和ψ皆低于X向取样,焊缝热影响的母材Z向数值比未受焊缝影响的母材Z向的更低;随着温度的降低,fy和fu升高,但是ψ皆降低,结构表现出明显的低温冷脆现象.试验积累了大量Z向拉伸性能的数据,为今后更精确的Z向指标衡量及设计提供了实验依据.