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基于上限理论的开口凸模旋转挤压力分析

锻压技术 2021年第5期46卷 240-245页

作者：宋晓茜王强赵淑珍张旭峰张治民中北大学材料科学与工程学院山西太原030051 山西利民工业有限责任公司山西太谷030800

对开口凸模旋转挤压成形新工艺进行了力学解析,基于双流函数导出了运动学许可速度场,引入上限理论分析了挤压过程中的塑性成形问题,建立了挤压力的计算公式。为了验证理论计算结果的准确性,选取AZ80镁合金材料,利用Deform-3D模拟软件进... 详细信息

对开口凸模旋转挤压成形新工艺进行了力学解析,基于双流函数导出了运动学许可速度场,引入上限理论分析了挤压过程中的塑性成形问题,建立了挤压力的计算公式。为了验证理论计算结果的准确性,选取AZ80镁合金材料,利用Deform-3D模拟软件进行数值模拟,并采用Gleeble-3500热模拟实验机进行开口凸模旋转挤压物理实验,探究了凹模旋转速度对开口凸模旋转挤压力的影响。结果表明:随着凹模旋转速度的增加,挤压力逐渐减少;上限法求得的挤压力均大于数值模拟与物理实验的挤压力,且其平均误差分别为6.03%和4.56%,表明了运动学许可速度场和上限解的合理性。为开口凸模旋转挤压工艺的进一步发展提供了理论支持。

关键词：开口凸模旋转挤压双流函数上限理论挤压力

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深基坑锚杆支护上限理论设计法分析

湖北工业大学学报 2005年第4期20卷 1-3页

作者：庄心善朱瑞赓何世秀湖北工业大学土木工程与建筑学院湖北武汉430068 武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070

根据土层锚杆的破坏形式通常以水泥砂浆周围土层发生剪切破坏为主,在假设锚杆破坏时在土体中形成纺锤型破坏体的基础上,基于土体塑性极限平衡理论的上限分析法,对土层锚杆支护的深基坑边坡稳定性,锚杆长度及间距的确定方法等问题进行了... 详细信息

根据土层锚杆的破坏形式通常以水泥砂浆周围土层发生剪切破坏为主,在假设锚杆破坏时在土体中形成纺锤型破坏体的基础上,基于土体塑性极限平衡理论的上限分析法,对土层锚杆支护的深基坑边坡稳定性,锚杆长度及间距的确定方法等问题进行了探讨,其结论对今后深基坑锚杆支护工程设计具有一定的参考价值.

关键词：深基坑锚杆上限理论锚杆长度锚杆间距

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鱼雷锚承载力的上限解与试验验证

鱼雷锚承载力的上限解与试验验证

作者：夏银辉大连理工大学

学位级别：硕士

在海洋油气资源开采时,安全高效的采用平台系泊系统至关重要。鱼雷锚已用于深海油气资源开采实践中。传统鱼雷锚承载力主要侧摩阻力提供,而端承式鱼雷锚因可提供端阻,其承载性能优异。鱼雷锚承载力确定对于工程设计及其重要。本文基于... 详细信息

在海洋油气资源开采时,安全高效的采用平台系泊系统至关重要。鱼雷锚已用于深海油气资源开采实践中。传统鱼雷锚承载力主要侧摩阻力提供,而端承式鱼雷锚因可提供端阻,其承载性能优异。鱼雷锚承载力确定对于工程设计及其重要。本文基于极限分析上限理论,分别构建了端承式鱼雷锚竖向承载力上限解与传统鱼雷锚水平向承载力上限解。将小比尺模型试验结果与理论结果进行对比。具体研究工作如下:(一)建立端承式鱼雷锚竖向与无锚翼鱼雷锚水平向承载力的上限解。针对竖向荷载下的端承式鱼雷锚与水平荷载下的无锚翼鱼雷锚等两种情况,在平面应变与三维空间条件下,基于极限分析上限理论,分别构建了相应的运动许可速度场,进而得到不同条件下的端承式鱼雷锚竖向承载力上限解与传统无锚翼鱼雷锚水平向承载力上限解。(二)端承式鱼雷锚承载特性的小比尺模型试验研究。模型试验主要探讨了承载板面积、形状、拉拔角度等因素对承载力影响。在试验条件相同下,端承式鱼雷锚承载力显著高于传统型,且承载板面积越大,承载力越大。在倾斜荷载下,当拉拔角度小于35°时,承载力主要由水平向极限承载力提供;当拉拔角度大于65°时,承载力主要由竖向极限承载力提供。(三)无锚翼鱼雷锚水平向承载力数值计算。采用ABAQUS软件,针对埋置于均匀黏土中的无锚翼鱼雷锚,开展了数值计算,主要探讨了长径比和土强度对承载力的影响。计算结果表明,在均匀土中,不同长径比的无锚翼鱼雷锚的旋转中心约在距锚顶0.7倍锚长处,且承载力与土强度线性相关。(四)鱼雷锚承载力理论解的验证。将本文提出鱼雷锚承载力上限解分别与小比尺模型试验结果、数值计算结果及文献结果进行对比,以验证理论解的可靠性。通过对比发现,端承式鱼雷锚竖向承载力上限解的平均误差约为8.24%,无锚翼鱼雷锚水平向承载力上限解的平均误差约为4.96%,表明所给理论解具有较高精度。

关键词：锚承载力上限理论破裂面运动许可速度场能量耗散端承式鱼雷锚

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硬化材料正向螺旋挤压的上限解法

湘潭大学自然科学学报 2016年第2期38卷 9-15,61页

作者：张黔彭炎荣罗文波湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105

基于一个运动学许可速度场,用上限理论分析了硬化材料轴对称螺旋挤压过程的塑性成形问题,将理论解与实验结果进行比较发现用上限理论分析所得的结果是真实解的上限.分析变形挤压力与各个参数的关系,结果发现:在挤压比一定时,半锥角有一... 详细信息

基于一个运动学许可速度场,用上限理论分析了硬化材料轴对称螺旋挤压过程的塑性成形问题,将理论解与实验结果进行比较发现用上限理论分析所得的结果是真实解的上限.分析变形挤压力与各个参数的关系,结果发现:在挤压比一定时,半锥角有一个最佳值使得挤压力最小;挤压力随着挤压比、材料硬化指数、库伦摩擦系数、剪切摩擦系数及模具各个部分的长度的增加而增加.综合各个影响挤压力的因素,发现挤压比对挤压力的影响最为显著.与理想塑性材料上限理论分析相比,考虑材料硬化特性所得出的上限解适用范围更为广泛.

关键词：上限理论加工硬化轴对称螺旋挤压塑性成形

硬化材料锥模—螺旋模正挤塑性成形的上限法分析

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硬化材料锥模—螺旋模正挤塑性成形的上限法分析

作者：张黔湘潭大学

学位级别：硕士

塑性成形技术作为各个制造业中最基本最重要的加工方法之一,具有高产、低耗、质优等特点,是当今制造技术发展的重要方向。在生产实践中,绝大部分的材料在塑性变形时会发生加工硬化现象,故采用合适的理论对硬化材料塑性成形过程的力学性... 详细信息

塑性成形技术作为各个制造业中最基本最重要的加工方法之一,具有高产、低耗、质优等特点,是当今制造技术发展的重要方向。在生产实践中,绝大部分的材料在塑性变形时会发生加工硬化现象,故采用合适的理论对硬化材料塑性成形过程的力学性能进行真实可靠的描述具有重要意义。上限理论作为求解塑性成形问题的几种重要方法之一,对于指导工程实践具有一定的参考价值。本文采用上限理论,对理想塑性材料、线性硬化材料、幂硬化材料在锥形挤压、定导程螺旋挤压、变导程螺旋挤压中的塑性变形问题进行了研究。具体的研究内容概述如下:1.简要介绍了上限理论及其基本原理,对如何将上限理论运用到硬化材料的塑性变形分析进行了说明。2.利用一个锥形模正挤压的运动学许可速度场,求得线性硬化材料、理想塑性材料、幂硬化材料锥形挤压力的上限解,得到了理想塑性材料和线性硬化材料在锥形凹模正挤压时的相对单位挤压力随凹模半锥角的变化曲线及线性硬化材料在不同摩擦条件(凹模锥壁处?(28)0.1和?(28)0.5)挤压时相对单位挤压力随凹模半锥角的变化曲线,分析了材料硬化特性、凹模锥壁摩擦系数、断面缩减率、凹模半锥角对挤压变形的影响。3.利用一个运动学许可速度场,求得幂硬化材料定导程螺旋挤压力的上限解,并将幂硬化材料定导程螺旋挤压力的上限解结果与实验值进行了比较,验证所提速度场的合理性及上限理论的严谨性。4.提出了两种变导程螺纹出口端施扭螺纹的设计方案,求得了幂硬化材料变导程螺旋挤压过程中挤压力的上限解。

关键词：硬化上限理论塑性成形锥形挤压螺旋挤压

基于非线性破坏准则下的岩石地基承载力上限分析

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基于非线性破坏准则下的岩石地基承载力上限分析

作者：曹鑫中南大学

学位级别：硕士

岩石地基承载力的传统分析方法多采用线性的摩尔-库仑破坏准则。也有学者引入了非线性破坏准则，再采用单切线法引入了强度指标，进而对地基承载力进行求解。但单切线法实际上是将非线性破坏曲线线性化，并非真正意义上的引入非线性破... 详细信息

岩石地基承载力的传统分析方法多采用线性的摩尔-库仑破坏准则。也有学者引入了非线性破坏准则，再采用单切线法引入了强度指标，进而对地基承载力进行求解。但单切线法实际上是将非线性破坏曲线线性化，并非真正意义上的引入非线性破坏准则。而本文则采用多切线法，完全依据Hoek-Brown非线性破坏曲线选取强度指标，然后通过条分法和大型的数学规划理论得到了最小的上限解。通过计算分析发现，采用本文所述多切线法所得的计算结果与采用上下限有限元法所得的结果较为相似，但前者过程简洁明快。在与采用单切线法所得结果的比较中发现，采用单切线将过高的估计地基承载力，最大的差别可达到179.3％，在工程应用时可能带来巨大的风险。按照Hoek的建议，采用单切线法时强度指标至少需折减25％。此外，文中还探讨了GSI、m、岩石自重、超载和扰动系数对地基承载力的影响。从计算结果表明，地基承载力随着GSI和m的增大而增大，反映了岩石本身的完整性和岩性对地基承载力的影响。随着岩石自重或超载的增加地基承载力也有所增加，特别是当GSI和m较小时，二者对地基承载力的影响较为显著，而当GSI和m较大时影响较小。地基的开挖扰动会对地基承载力产生不利影响，当GSI和m较小时这种影响较大，而当GSI和m较大时其影响则较小。

关键词：岩石地基承载力 Hoek-Brown破坏准则上限理论大型数学规划理论

复合材料层合板单钉双剪连接挤压强度的一种工程估算方法

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复合材料学报 2012年第6期29卷 225-229页

作者：杨显昆郑锡涛成李南杨杰西北工业大学航空学院西安710072 中国航空工业集团第一飞机设计研究院西安710089

将上限理论应用到复合材料层合板单钉双剪连接挤压强度分析中,把连接结构的位移场划分为动态区域(层合板)和静态区域(紧固件),并认为失效发生在位移可动场和不动场之间的钉孔边受挤压部分。由于受挤压孔孔边各层应力状态不一样,受挤压... 详细信息

将上限理论应用到复合材料层合板单钉双剪连接挤压强度分析中,把连接结构的位移场划分为动态区域(层合板)和静态区域(紧固件),并认为失效发生在位移可动场和不动场之间的钉孔边受挤压部分。由于受挤压孔孔边各层应力状态不一样,受挤压孔边各层的失效区域和失效模式也各不相同。从宏观上研究复合材料层合板单钉连接孔边的失效区域和失效模式,结合上限理论提出了一种估算复合材料单钉连接挤压强度的工程算法。通过与试验结果对比,发现该方法能较好地预测出复合材料单钉双剪连接挤压强度。

关键词：复合材料层合板单钉双剪连接挤压强度上限理论工程算法