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Acta Mechanica Solida Sinica 2020年第1期33卷 31-50页

作者： Qijun Xie zhiwu zhu Guozheng Kang Key Laboratory of Mountain Hazards and Earth Surface Processes Institute of Mountain Hazards and EnvironmentChinese Academy of SciencesChengdu 610041China State Key Laboratory of Traction Power Southwest Jiaotong UniversityChengdu 610031China Applied Mechanics and Structure Safety Key Laboratory of Sichuan Province School of Mechanics and EngineeringSouthwest Jiaotong UniversityChengdu 610031China

In this study,a series of experiments were carried out on the AZ31B magnesium alloy,including both a macro-experiment(mechanical experiment)and a micro-experiment(dislocation observation).Next,based on the consideration of the deformation mechanism of magnesium alloys(dislocation slip and twinning),a dynamic constitutive model of the magnesium alloy was *** the developed model,the strain-rate-sensitivity control and the effect of temperature on the dynamic mechanical performance of the alloy were also *** model parameters were determined by fitting the macroscopic experimental ***,the evolution of the micro-deformation mechanism was calculated by the developed model,and the trend of macro-mechanical behavior was also discussed.

关键词： Magnesium alloy Constitutive model Microscopic mechanism Dynamic test Crystal plasticity

A Dynamic Micromechanical Constitutive Model for Frozen Soil under Impact Loading

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Acta Mechanica Solida Sinica 2016年第1期29卷 13-21页

作者： Qijun Xie zhiwu zhu Guozheng Kang School of Mechanics and Engeering Southwest Jiaotong University State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research InstituteChinese Academic Sciences State Key Laboratory of Explosion Science and Technology Beijing Institute of Technology

By taking the frozen soil as a particle-reinforced composite material which consists of clay soil （i.e., the matrix） and ice particles, a micromechanical constitutive model is established to describe the dynamic compressive deformation of frozen soil. The proposed model is constructed by referring to the debonding damage theory of composite materials, and addresses the effects of strain rate and temperature on the dynamic compressive deformation of frozen soil. The proposed model is verified through comparison of the predictions with the corresponding dynamic experimental data of frozen soil obtained from the split Hopkinson pressure bar （SHPB） tests at different high strain rates and temperatures. It is shown that the predictions agree well with the experimental results.

关键词： frozen soil dynamic micromechanical model debonding damage theory SHPB

Dynamic constitutive modeling of frozen soil under impact loading

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Chinese Science Bulletin 2014年第26期59卷 3255-3259页

作者： Jianguo Ning Yuexiang He zhiwu zhu State Key Laboratory of Explosion Science and Technology Beijing Institute of Technology Traction Power State Key Laboratory Southwest Jiaotong University State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research InstituteChinese Academy Sciences

In this study, an isotropic hardening constitutive model is presented to study the behavior of frozen soil under impact loading. In plasticity, a modified Drucker–Prager yield function is adopted. Based on the experimental investigations at different strain rates and different temperatures by means of split Hopkinson pressure bar, the Drucker–Prager criterion has been modified with consideration in the effect of strain rate, and the model parameters have been determined. Compared the constitutive model with the experimental results, the predicted tendencies of the model corresponded well to the test curves.

关键词：动态本构模型冲击载荷冻土霍普金森压杆应变速率各向同性屈服函数模型参数

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冻融循环冻土的冲击动态力学性能

爆炸与冲击 2022年第9期42卷 164-178页

作者：李斌朱志武李涛西南交通大学力学与航空航天学院四川省应用力学与结构安全重点实验室四川成都610031 中国科学院西北生态环境与资源研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

以典型冻土为研究对象,通过不同冻融循环次数的冻融循环实验、不同温度的冻结实验以及不同应变率的冲击动态实验,综合研究了冻融循环冻土的冲击动态力学性能。结果表明,冻土存在冻融循环效应,随着冻融循环次数的增加,冻土的峰值应力有... 详细信息

以典型冻土为研究对象,通过不同冻融循环次数的冻融循环实验、不同温度的冻结实验以及不同应变率的冲击动态实验,综合研究了冻融循环冻土的冲击动态力学性能。结果表明,冻土存在冻融循环效应,随着冻融循环次数的增加,冻土的峰值应力有一定程度的降低,但在达到临界冻融循环次数后,峰值应力将维持稳定;同时,冻土表现出明显的应变率效应和温度效应,其峰值应力随应变率的增加或温度的降低而增加。通过定义冻融损伤因子,推导满足Weibull分布的冲击损伤,提出了一个基于Z-W-T方程的损伤黏弹性本构模型。该模型可较好地描述冻融循环后冻土的冲击动态力学行为,为研究季节性冻土区冻土的冲击动态破坏提供参考。

关键词：冻土冻融循环冲击损伤本构模型

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含损伤的冻土本构模型及耦合问题数值分析

力学学报 2007年第1期39卷 70-76页

作者：宁建国朱志武北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

从复合材料的细观力学机理出发,建立了含损伤的冻土弹性本构模型．对于在不同冰体积含量和不同温度下的冻结砂土,由该损伤本构模型计算的结果与实测的应力-应变曲线比较吻合．利用自主开发的程序,分别对渠道冻结和冻土路基的水分场、温... 详细信息

从复合材料的细观力学机理出发,建立了含损伤的冻土弹性本构模型．对于在不同冰体积含量和不同温度下的冻结砂土,由该损伤本构模型计算的结果与实测的应力-应变曲线比较吻合．利用自主开发的程序,分别对渠道冻结和冻土路基的水分场、温度场、应力场3场耦合进行数值模拟,得到了比较准确、详尽的符合实际的温度场与应力场、位移场、应变场耦合的计算结果,与前人的计算及实测结果相符合,规律一致．表明该程序能够计算冻土材料的相关物理量,并能很好地描述这些相关物理量之间的关系．

关键词：冻土损伤本构模型耦合温度场

基于位错密度演化的6008铝合金动态冲击本构模型

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Acta Mechanica Sinica 2023年第7期39卷 94-108页

作者：朱志武张光瀚冯超肖守讷朱涛 Applied Mechanics and Structure Safety Key Laboratory of Sichuan Province School of Mechanics and Aerospace EngineeringSouthwesi Jiaotong UniversityChengdu 610031China Siate Key Laboratory of Traction Power Southwest Jiaotong UniversityChengdu 610031China

在本研究中,使用分离式霍普金森压杆设备和透射电子显微镜对6008铝合金进行了系统的实验研究.分析了6008铝合金在不同应变率和温度下的宏微观力学响应及塑性变形机理.微观实验结果表明,在冲击压缩条件下,应变率的增加导致位错密度的增加... 详细信息

在本研究中,使用分离式霍普金森压杆设备和透射电子显微镜对6008铝合金进行了系统的实验研究.分析了6008铝合金在不同应变率和温度下的宏微观力学响应及塑性变形机理.微观实验结果表明,在冲击压缩条件下,应变率的增加导致位错密度的增加.此外,第二相颗粒沉淀阻碍了位错运动导致流动应力增大.材料的冲击变形涉及过饱和固溶体的溶解和高温冲击载荷期间的热激活运动.基于位错微观密度的演化机制,建立了冲击动力学的本构模型.主要考虑了内应力中晶粒尺寸和位错亚胞对固定位错密度演化的影响.该模型基于热激活位错运动,其新颖之处在于包含了等效应力.本文所提出的本构模型可以合理地描述6008铝合金在宽应变率和温度范围内的动态塑性演化.

关键词：位错运动热激活冲击动力学流动应力分离式霍普金森压杆过饱和固溶体透射电子显微镜动态冲击

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同一炮孔内不同偶合介质断裂控制爆破

西南交通大学学报 2008年第3期43卷 352-355页

作者：朱志武李义宋顺成西南交通大学应用力学与工程系四川成都610031 太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

利用空气和水不同的物理和传能特性,在同一炮孔内采用不同介质(水和空气)进行偶合爆破,以控制爆炸能量的释放过程及作用方向,从而控制裂缝的产生和发展.分析了水和空气偶合装药爆破对周围介质的影响,并对不同介质的爆破效果进行了模拟试... 详细信息

利用空气和水不同的物理和传能特性,在同一炮孔内采用不同介质(水和空气)进行偶合爆破,以控制爆炸能量的释放过程及作用方向,从而控制裂缝的产生和发展.分析了水和空气偶合装药爆破对周围介质的影响,并对不同介质的爆破效果进行了模拟试验.结果表明,水偶合装药爆破比空气偶合装药爆破产生的应变和损伤度大,从而起到崩落一侧围岩而保护另一侧围岩的作用.

关键词：水压爆破成缝机理能量释放应变片裂纹扩展

A constitutive model of frozen soil with damage and numerical simulation for the coupled problem

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2010年第4期53卷 699-711页

作者： zhu zhiwu, NING JianGuo& MA Wei 1 School of Mechanics and Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China 2 State Key Laboratory of Explosion Science and Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China 3 Key Laboratory of Frozen Soil Engineering, CAREERI, CAS, Lanzhou 730000, China 1. School of Mechanics and Engineering Southwest Jiaotong University Chengdu 610031 China2. State Key Laboratory of Explosion Science and Technology Beijing Institute of Technology Beijing 100081 China3. Key Laboratory of Frozen Soil Engineering CAREERI CAS Lanzhou 730000 China

Based on the microcosmic mechanics of composite materials, an elastic constitutive model for frozen soil with damage is presented. For frozen sandy soil with a range of ice contents and under a range of temperature conditions, quantitative results determined by this constitutive model agree with practically measured stress-strain curves. After numerically simulating the coupled water, temperature and stress fields of channel frozen and frozen roadbed using a self-developed finite-element routine, more accurate and practical calculation results for the temperature field coupled with stress, displacement and strain fields are obtained; the results match predictions and tests undertaken by earlier researchers. Our results support the reliability of our routine for calculating interdependent physical quantities of frozen soil and for describing the relationships between them. Our program can offer necessary constraints for engineering design and construction in permafrost regions.

关键词： frozen soil microcosmic mechanics roadbed coupling stress field

42CrMo钢的动态力学行为及高应变率效应的本构模型

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中国科学：技术科学 2021年第3期51卷 249-258页

作者：朱志武张光瀚卢也森西南交通大学力学与工程学院应用力学与结构安全四川省重点实验室成都610031 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

为研究42CrMo钢的冲击动态力学性能及本构模型,进行了冲击动态压缩实验和金相观察.材料表现出强烈的应变率依赖性,同时还得到不同应变率下力学性能差异的主要原因在于冲击动态载荷下的绝热剪切行为.采用热激活理论,分别考虑热应力和非... 详细信息

为研究42CrMo钢的冲击动态力学性能及本构模型,进行了冲击动态压缩实验和金相观察.材料表现出强烈的应变率依赖性,同时还得到不同应变率下力学性能差异的主要原因在于冲击动态载荷下的绝热剪切行为.采用热激活理论,分别考虑热应力和非热应力来解释变形机理,得到了应变率效应的描述.基于此,本文提出含高应变率效应的动态本构模型,通过绝热剪切准则来确定失稳的起始点,并与模型进行耦合.该模型能很好地描述42CrMo钢的准静态和冲击动态力学行为,特别是应变硬化效应和应变率效应.

关键词： 42CrMo钢本构模型绝热剪切分离式霍普金森压杆热激活

5083H111铝合金宽应变率拉伸动态本构模型

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固体力学学报 2014年第3期35卷 259-265页

作者：晏宁康国政朱志武西南交通大学力学与工程学院成都610031

结合5083H111铝合金较宽应变率范围2×10^-4～4×10^2s^-1内的拉伸实验数据，揭示该铝合金的拉伸“V”型率效应特征，分析对数应变率敏感系数A和切线模量Et的应变率和应变相关性，进而通过对Johnson Cook模型的修正来建立合理描述5083H... 详细信息

结合5083H111铝合金较宽应变率范围2×10^-4～4×10^2s^-1内的拉伸实验数据，揭示该铝合金的拉伸“V”型率效应特征，分析对数应变率敏感系数A和切线模量Et的应变率和应变相关性，进而通过对Johnson Cook模型的修正来建立合理描述5083H111铝合金较宽应变率范围内力学行为的动态拉伸本构模型．建立的动态本构模型中，流动应力包括应变率相关和应变相关两部分．该模型合理描述了5083H111铝合金的拉伸“V”型率效应特征，预测结果与实验结果较为一致．另外，结合破坏应变的对数应变率敏感系数口，得到了拉伸破坏应变预测方程，其预测结果也与实验结果基本一致．

关键词： 5083H111铝合金动态拉伸宽应变率动态本构模型破坏应变