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GFRP方管胶栓混合套管连接承载机理及其全过程响应表征

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复合材料学报 2024年

作者：李若愚张恒铭刘承霖郝旭龙李达李峰中国人民解放军陆军工程大学野战工程学院

FRP构件的接头部分是结构的潜在薄弱环节，在结构尺度计算中准确反映接头的全过程行为是FRP组合结构的设计难点。本文以压缩工况下拼装式GFRP格构柱为结构背景，以拉挤GFRP方管型材的胶栓混合套管连接接头为研究对象，设计制备了四个胶... 详细信息

FRP构件的接头部分是结构的潜在薄弱环节，在结构尺度计算中准确反映接头的全过程行为是FRP组合结构的设计难点。本文以压缩工况下拼装式GFRP格构柱为结构背景，以拉挤GFRP方管型材的胶栓混合套管连接接头为研究对象，设计制备了四个胶栓混合连接试件和两个纯螺栓连接试件，开展了轴压静载试验，并建立了考虑胶层失效行为的实体有限元模型。结果表明：该连接形式具有二次承载特性，其整体力学行为源于胶层剪切传力机制和螺栓剪切传力机制的叠加结果；对于本文试件，二次极值荷载达到了首次极值荷载的92%，挤压破坏荷载相较于纯螺栓连接试件平均提升了49%。针对胶栓混合套管连接，提出了一种简化建模方法，并基于连续损伤模型和塑性势理论建立了以力和位移表述的宏观本构，提炼出了具有明确物理意义的本构参数，可在结构尺度计算中以较小的计算成本准确考虑接头的全过程行为。宏观本构模型的唯象属性使得简化建模方法对于接头的力学行为描述较为准确，计算成本较小，能够适用于压缩工况下拼装式GFRP格构柱的结构尺度计算分析。

关键词：拉挤GFRP方管型材胶栓混合套管连接传力机制宏观本构模型有限元模型格构柱

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宏观弹塑性本构模型的研究进展

塑性工程学报 2015年第3期22卷 1-11页

作者：何维均张士宏程明黄光杰栾佰峰刘庆重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 中国科学院金属研究所沈阳110016

有限单元法已经广泛应用于实际生产过程中,其即可有效降低产品设计周期与成本,又能对现有工艺进行优化。但有限单元法计算结果的准确性与可靠性却高度依赖于所采用的本构模型。鉴于本构模型的重要性,文章对描述材料弹塑性变形行为的宏... 详细信息

有限单元法已经广泛应用于实际生产过程中,其即可有效降低产品设计周期与成本,又能对现有工艺进行优化。但有限单元法计算结果的准确性与可靠性却高度依赖于所采用的本构模型。鉴于本构模型的重要性,文章对描述材料弹塑性变形行为的宏观本构模型的各个组成部分,即屈服准则、流动模型和硬化模型,分别进行了综述。回顾了典型的各向同性、各向异性以及拉压非对称的屈服函数,并比较了各自差异。讨论了关联流动模型与非关联流动模型的特点,分析比较了典型的硬化模型。同时,指出了宏观弹塑性模型研究的一些注意事项及将来的发展方向。

关键词：宏观本构模型屈服函数各向异性硬化模型流动模型

岩溶区复合地基宏观本构模型研究及有限元分析

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岩溶区复合地基宏观本构模型研究及有限元分析

作者：冯杰强华南理工大学

学位级别：硕士

大量高层建筑在岩溶地区拔地而起，对基础和地基的承载力提出了苛刻的要求。由于岩溶发育，工程中存在安全隐患，如岩溶地面塌陷、建筑桩端基岩下沉等，而且在地基处理过程中也出现很多问题，为避开不良地质状况，充分发挥地基承载力，... 详细信息

大量高层建筑在岩溶地区拔地而起，对基础和地基的承载力提出了苛刻的要求。由于岩溶发育，工程中存在安全隐患，如岩溶地面塌陷、建筑桩端基岩下沉等，而且在地基处理过程中也出现很多问题，为避开不良地质状况，充分发挥地基承载力，筏板基础和复合地基的组合逐渐被推广应用。本文对清远市某高层建筑进行预制桩复合地基设计，并通过现场单桩复合地基的平板载荷试验，监测压板沉降及桩-土应力，研究刚性桩复合地基的承载能力和变形特性，以及分析桩土相互作用，证明地基处理方案的可行性和有效性。根据试验结果和当地工程经验，针对复合地基提出二折线弹簧宏观本构模型，基于SAP2000程序对实际工程进行上部结构-筏板-复合地基整体共同作用分析，研究筏板的内力和变形规律，并对宏观本构模型的参数进行敏感性分析，确保其在工程应用的安全性。通过有限元软件ABAQUS对平板载荷试验进行数值模拟分析，与试验结果进行对比，在保证模型的合理性的情况下，剖析复合地基桩土共同作用和荷载传递机理。针对桩端持力层不同软硬程度，评价褥垫层厚度对复合地基受力与变形特性的影响，并给出地基处理建议。总结目前国内外在尺寸效应方面的成果，对刚性桩复合地基的尺寸效应进行研究，与等效加固土层模型进行对比，根据规范相关规定给出工程建议，保证单桩复合地基试验结果应用于大面积筏板时的安全性。

关键词：岩溶刚性桩复合地基共同作用载荷试验宏观本构模型有限元尺寸效应

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关于材料宏观本构模型的实验研究

中国材料科技与设备 2012年第6期8卷 62-64页

作者：崔军辉宝鸡文理学院机电工程系陕西宝鸡721016

为了更合理的对建立材料宏观本构模型进行实验研究，本文在因果图分析的基础上采用正交实验设计方法，通过极差分析和贡献分析确定影响材料流变应力的宏观因素，最后通过正交多项式建立材料的宏观本构模型。

关键词：实验设计宏观本构模型正交多项式

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7075铝合金热变形多尺度数值模拟

塑性工程学报 2023年第12期30卷 129-137页

作者：吉伟成张栋胡志力庞秋武汉理工大学湖北隆中实验室湖北襄阳441000 武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学材料绿色精密成形技术与装备湖北省工程技术研究中心湖北武汉430070 武汉东湖学院机电工程学院湖北武汉430212

为揭示7075铝合金热变形介观组织演变与宏观力学性能之间的关系,建立了可以并行计算的7075铝合金热变形多尺度模型。结合唯象型与物理型模型构建了新的并联型介观本构模型。采用ABAQUS有限元软件位移法的umat节点变量进行信息交互,实现... 详细信息

为揭示7075铝合金热变形介观组织演变与宏观力学性能之间的关系,建立了可以并行计算的7075铝合金热变形多尺度模型。结合唯象型与物理型模型构建了新的并联型介观本构模型。采用ABAQUS有限元软件位移法的umat节点变量进行信息交互,实现不同尺度模型之间的数据耦合。通过实验与模拟结果的校准获得模型所需的材料参数,并在ABAQUS有限元软件上成功实现了7075铝合金试样单轴热拉伸过程的多尺度同平台并行数值模拟,通过对比数值模拟结果与实验结果发现,位错与应变分布趋势接近,均呈现出不均匀的带状分布,表层晶粒的位错明显多于内部晶粒,这主要是由于表层更容易发生滑移位错。

关键词：铝合金多尺度模型数值模拟介观本构模型宏观本构模型

基于通用有限元程序和微平面模型分析复杂应力混凝土结构

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2008年第1期24卷 49-53页

作者：缪志伟陆新征李易叶列平清华大学土木工程系

目的为了能准确模拟混凝土的各种复杂力学行为,从而对复杂应力混凝土结构进行准确分析.方法基于微观层次的混凝土本构模型——微平面模型原理,将其与具有优越非线性分析能力的通用有限元程序MSC.MARC相结合,开发了相关程序,并对混凝土... 详细信息

目的为了能准确模拟混凝土的各种复杂力学行为,从而对复杂应力混凝土结构进行准确分析.方法基于微观层次的混凝土本构模型——微平面模型原理,将其与具有优越非线性分析能力的通用有限元程序MSC.MARC相结合,开发了相关程序,并对混凝土在单轴、双轴、三轴、往复受力等各种应力状态下的行为和一片实际剪力墙的滞回加载进行了模拟分析计算.结果通过与相关试验结果的比较,验证了程序的可靠性,并指出了现有通用有限元程序在模拟复杂应力混凝土受力行为上的问题.结论本程序可较好地应用于分析复杂混凝土结构.

关键词：混凝土有限元微平面模型宏观本构模型非线性分析

岩溶地区刚性桩复合地基宏观本构的建立及其对筏板受力影响的研究

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岩溶地区刚性桩复合地基宏观本构的建立及其对筏板受力影响的研究

作者：赵颖华南理工大学

学位级别：硕士

近年来，随着国民经济的发展，土地资源越来越匮乏，对岩溶区的土地利用迫在眉睫。岩溶区地质构造复杂，工程隐患较多。目前，岩溶地区常用的基础形式为预制桩或大直径灌注桩，实践表明其施工周期及工程造价均很难控制，而刚性桩复合地... 详细信息

近年来，随着国民经济的发展，土地资源越来越匮乏，对岩溶区的土地利用迫在眉睫。岩溶区地质构造复杂，工程隐患较多。目前，岩溶地区常用的基础形式为预制桩或大直径灌注桩，实践表明其施工周期及工程造价均很难控制，而刚性桩复合地基—筏板基础能克服以上困难，在工程建设中得到了越来越多的应用。复合地基在我国起步较晚，尤其是刚性桩复合地基，其理论研究还远远不能满足工程实践的需求。关于复合地基承载力与沉降之间本构关系的研究更是匮乏，阻碍了复合地基的发展应用。本文通过对华南理工大学高层建筑结构研究所近十几年在粤北岩溶地区4类典型地质条件下的44个复合地基现场压板试验数据样本进行数理统计分析，提出基于Winkler地基模型的宏观二折线和四折线弹簧本构模型。为保证基础的安全性，采用共同作用分析方法对一栋典型的剪力墙结构进行参数敏感性分析。分析结果表明：采用二折线弹簧本构模型比四折线弹簧本构模型的计算筏板内力大，故在工程设计中可采用二折线本构模型;另外对于二折线弹簧本构模型，承载力特征值对应的沉降si nitial越小，筏板的受力越大。综合考虑筏板设计的安全性、经济性以及规范要求，在类似地质条件的实际工程中，建议取sinitial=10mm，sfinial=40mm。针对筏板设计控制内力的问题，首先，结合工程实际选用某一典型的剪力墙结构，采用PKPM软件分析了不同设防烈度、不同风压、不同地面粗糙度、不同楼层下底层竖向构件内力，从43种默认组合中筛选出9种内力控制组合。然后，选用7度30层B类粗糙度下的4栋模型为代表进行9种组合下的地基承载力验算、筏板抗冲切验算以及筏板内力计算，明确筏板设计的控制内力，为剪力墙结构的筏板基础设计提供参考。针对场地基岩面起伏较大导致的差异沉降问题，根据地基压力约为0.4.6Mpa的300层钢筋混凝土结构对应的基础沉降约为20mm的工程实际状况，通过寻找一种弹性模量在0.5Mpa附近的材料EPS板，提出一种经济可行的沉降量可控构造措施。通过数值分析检验其处理效果，结果表明：当局部基岩很浅导致沉降很小时，EPS板材协调差异沉降效果明显。

关键词：岩溶地区刚性桩复合地基宏观本构模型共同作用控制组合差异沉降构造措施