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航空学报 2024年第10期45卷 187-204页

作者：付佳伟杨泽斐蔡亚辉聂祥樊齐乐华西北工业大学深圳研究院深圳518063 西北工业大学机电学院西安710072 空军工程大学航空等离子体动力学国家级实验室西安710038

2024变形铝合金等轻质高强金属板材作为重要结构材料广泛应用于航空航天工业领域,其轧制生产过程引起的塑性各向异性和冲击载荷下表现出的应变率相关性显著影响着板材的变形行为,加大结构部件精确成形和极端工况服役行为准确预测的难度... 详细信息

2024变形铝合金等轻质高强金属板材作为重要结构材料广泛应用于航空航天工业领域,其轧制生产过程引起的塑性各向异性和冲击载荷下表现出的应变率相关性显著影响着板材的变形行为,加大结构部件精确成形和极端工况服役行为准确预测的难度。当前,材料动态力学属性表征主要依赖于经典霍普金森压力杆法,该方法基于均匀变形和一维应力波假设前提,对于宽应变率范围各向异性动态力学属性,存在试验数量大、耦合效应表征难、部分参数难提取等缺点。针对此,提出一种基于高速冲击异形件诱导异质惯性场的金属各向异性-率相关塑性参数虚场同步表征新方法。通过设计开展双缺口异形试件高速冲击虚拟试验,实现试件非均匀应力应变状态调控,获取其惯性加速阶段的异质状态应变场、应变率场及加速度场;基于虚功原理构建动态本构参数识别算法,分析不同边界条件、冲击加载模式等状态条件变量对参数表征精度的影响规律,从单次冲击异质惯性场数据中实现试件动态各向异性-率相关塑性属性多参数一次准确表征,最大程度减少试验数量,简化测试过程,突破常规动态测试方法所受条件限制。

关键词：动态力学属性表征虚场法塑性各向异性率相关效应惯性冲击试验

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基于高速冲击异质惯性场的金属板材各向异性率相关塑性参数虚场表征法

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航空学报 2023年

作者：付佳伟杨泽斐蔡亚辉聂祥樊齐乐华空军工程大学航空等离子体动力学国家级实验室西北工业大学机电学院

2024变形铝合金等轻质高强金属板材作为重要结构材料广泛应用于航空航天工业领域，其轧制生产过程引起的塑性各向异性和冲击载荷下表现出的应变率相关性显著影响着板材的变形行为，加大结构部件精确成形和极端工况服役行为准确预测的难... 详细信息

2024变形铝合金等轻质高强金属板材作为重要结构材料广泛应用于航空航天工业领域，其轧制生产过程引起的塑性各向异性和冲击载荷下表现出的应变率相关性显著影响着板材的变形行为，加大结构部件精确成形和极端工况服役行为准确预测的难度。当前，材料动态力学属性表征主要依赖于经典霍普金森压力杆法，该方法基于均匀变形和一维应力波假设前提，对于宽应变率范围各向异性动态力学属性，存在试验数量大、耦合效应表征难、部分参数难提取等缺点。针对此，提出一种基于高速冲击异形件诱导异质惯性场的金属各向异性-率相关塑性参数虚场同步表征新方法。通过设计开展双缺口异形试件高速冲击虚拟试验，实现试件非均匀应力应变状态调控，获取其惯性加速阶段的异质状态应变场、应变率场及加速度场；基于虚功原理构建动态本构参数识别算法，分析不同边界条件、冲击加载模式等状态条件变量对参数表征精度的影响规律，从单次冲击异质惯性场数据中实现试件动态各向异性-率相关塑性属性多参数一次准确表征，最大程度减少试验数量，简化测试过程，突破常规动态测试方法所受条件限制。

关键词：动态力学属性表征虚场法塑性各向异性率相关效应惯性冲击试验

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冲击荷载作用下预应力混凝土梁的力学性能研究

冲击荷载作用下预应力混凝土梁的力学性能研究

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作者：李龙斌南华大学

学位级别：硕士

预应力混凝土结构作为十九世纪的一个重大发明被广泛地应用于大跨度、高层以及复杂的结构当中。预应力混凝土梁在高速冲击作用下其强度本构关系与破坏性能显示出明显的与加载速率密切相关的特征。随加载速率的提高,预应力混凝土梁的动... 详细信息

预应力混凝土结构作为十九世纪的一个重大发明被广泛地应用于大跨度、高层以及复杂的结构当中。预应力混凝土梁在高速冲击作用下其强度本构关系与破坏性能显示出明显的与加载速率密切相关的特征。随加载速率的提高,预应力混凝土梁的动力强度有明显的增高,即率相关效应,这一现象对大型结构的动力安全稳定性评价具有重大意义。本文以落锤与预应力混凝土梁冲击为例,研究其动力本构关系与应变率的关系,观察不同速率的损伤断裂过程与破坏形态。主要研究内容如下:(1)设计并制作了一台落锤冲击试验机,该落锤装置能够获得足够的能量以满足试验需求。进行试验前,通过冲击条件测试,调整并确定了较为合适的铝锤头和铝垫片,并通过相关试验验证了冲击的稳定性和重复性,试验结果表明,该落锤装置具有较好的重复性与稳定性。(2)完成一组预应力混凝土梁和素混凝土梁的静力试验,试验获得了试块在静力加载下的承载力、跨中位移以及破坏形态。试验结果表明,素混凝土梁的静力承载力要远小于预应力混凝土梁。(3)利用落锤冲击试验机,进行了预应力混凝土梁的横向冲击试验,试验中应变率范围为1s-1-3s-1。试验的主要参数包括落锤冲击高度和质量、预应力以及配筋率。同时,完成了一组素混凝土梁的冲击试验进行对比。试验中采用高速摄像仪记录了冲击过程,通过测量记录了力时程曲线、加速度时程曲线、应变时程曲线以及试块受拉区的裂纹宽度。试验结果表明,随着落锤质量和下落高度的增加,输入能量增加,试块受拉区的裂纹宽度越大;通过提高预应力和配筋率能够有效地延后试块裂纹的产生,并抑制裂纹的发展。(4)统计分析了试验中系统的输入能量和预应力混凝土梁所吸收的能量,发现落锤在冲击试块的过程中存在着能量的损耗,包括铝锤头、铝垫片和力传感器发生塑性变形所消耗的能量。同时,对冲击过程的能量转化作了简单的分析。(5)采用三维离散元软件PFC3D对预应力混凝土梁的落锤试验进行了模拟,取得了比较好的效果。将两者进行全面的对比,从而进一步解释率相关效应的机理,并验证与改善细观模型。

关键词：预应力混凝土梁落锤试验率相关效应塑性耗能离散元

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动载作用下箍筋约束混凝土柱非线性行为研究

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山西建筑 2016年第36期42卷 38-40页

作者：刘凯同济大学土木工程学院上海200092

以箍筋约束混凝土动力本构为研究基础,结合箍筋约束混凝土单轴动力受压试验得到的试验结论,建立了同时考虑箍筋约束效应和率相关效应的细观随机断裂模型,定量表述了约束混凝土柱的动力非线性行为,即损伤演化和塑性演化,模型结果与试验... 详细信息

以箍筋约束混凝土动力本构为研究基础,结合箍筋约束混凝土单轴动力受压试验得到的试验结论,建立了同时考虑箍筋约束效应和率相关效应的细观随机断裂模型,定量表述了约束混凝土柱的动力非线性行为,即损伤演化和塑性演化,模型结果与试验结果吻合度很高。

关键词：箍筋约束混凝土柱率相关效应本构模型动力非线性行为

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