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装甲钢温度-组织-应力耦合本构模型的建立及在焊接模拟中的应用

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兵工学报 2017年第3期38卷 540-548页

作者：孙玉杰崔青春韩璇璇石春明西北机电工程研究所陕西咸阳712099

装甲钢焊接热循环过程中固态相变对焊接残余应力的演变及大小有着重要影响,而现有的有限元软件本构模型无法考虑固态相变的作用。在传热学、固态相变理论和连续介质力学的基础上,建立了温度-组织-应力耦合的本构模型,本构模型中综合考... 详细信息

装甲钢焊接热循环过程中固态相变对焊接残余应力的演变及大小有着重要影响,而现有的有限元软件本构模型无法考虑固态相变的作用。在传热学、固态相变理论和连续介质力学的基础上,建立了温度-组织-应力耦合的本构模型,本构模型中综合考虑了固态相变引起的体积变化、力学性能变化和相变塑性对焊接残余应力的影响,采用ABAQUS子程序UMAT通过二次开发将该本构模型嵌入通用有限元软件中,对装甲钢平板对接焊进行研究,获得了装甲钢焊接热循环过程中温度、组织及残余应力变化规律。研究结果表明:装甲钢平板中断面表面宽度方向,在纵向残余应力表征上,耦合本构模型的模拟结果与X射线衍射测量结果具有较好的一致性,验证了耦合本构模型的正确性,并表明相变塑性对相变区的残余应力存在一定的松弛作用;对于装甲钢近缝区纵向残余应力大小:完全相变区<部分相变区<未发生相变区。

关键词：兵器科学与技术装甲钢耦合本构模型有限元焊接残余应力组织

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非饱和土耦合本构模型的三维化

岩土工程学报 2014年第2期36卷 295-300页

作者：马田田韦昌富颜荣涛魏厚振田慧会中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉430071 岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004

非饱和土本构关系模型通常是建立在修正剑桥模型的基础上,并采用了广义的von Mises准则,以描述非饱和土在一般应力状态下的本构行为。该准则假设在π平面上屈服面是个圆形,高估了土体除三轴压缩以外的强度,在平面应变中也会错误估计中... 详细信息

非饱和土本构关系模型通常是建立在修正剑桥模型的基础上,并采用了广义的von Mises准则,以描述非饱和土在一般应力状态下的本构行为。该准则假设在π平面上屈服面是个圆形,高估了土体除三轴压缩以外的强度,在平面应变中也会错误估计中主应力比。空间滑动面破坏准则(SMP)考虑了第三应力不变量的影响,屈服面在π平面上为曲边三角形,可以较好地描述一般应力状态下土体的剪切屈服和破坏特性。采用变换应力方法,将SMP准则应用到最近建立的非饱和土耦合本构模型中使其合理的三维化,能够有效地将模型从轴对称应力状态扩展至一般应力状态。根据与试验结果对比表明,改进后的模型在不增加任何参数的情况下,能够较好地模拟非饱和土在三轴伸长等一般应力状态下的行为特性。

关键词：非饱和土耦合本构模型空间滑动面破坏准则变换应力三维化

考虑残余含气量的非饱和土的水力耦合本构模型

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岩土力学 2014年第12期35卷 3415-3420页

作者：马田田韦昌富陈盼李文涛中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

大量的非饱和土干湿循环试验表明,当土体处于吸湿过程直至吸力降低为0 k Pa时,土体并不能达到完全饱和状态,还存在一定的残余气体。在高饱和度时,由于残余气体以封闭气泡的形式分布在土体中,土体呈现较大的压缩性,使其与饱和土的性质不... 详细信息

大量的非饱和土干湿循环试验表明,当土体处于吸湿过程直至吸力降低为0 k Pa时,土体并不能达到完全饱和状态,还存在一定的残余气体。在高饱和度时,由于残余气体以封闭气泡的形式分布在土体中,土体呈现较大的压缩性,使其与饱和土的性质不同。在这种状态下,现有的非饱和土本构模型预测到的土饱和度为100%,与试验结果存在一定的偏差。为了使本构模型在高饱和度状态时具有较高的精度,对非饱和土的毛细滞回和塑性变形耦合本构模型进行了修正,使其能够考虑残余含气量的影响。通过预测与实测结果比较,证明了新模型能够有效地模拟残余含气量对非饱和土力学特性的影响。

关键词：非饱和土残余气体耦合本构模型毛细滞回

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接触面薄层单元耦合本构模型

水利学报 2000年第2期31卷 71-75页

作者：卢廷浩鲍伏波河海大学岩土工程研究所江苏南京210098 福建省建筑科学研究院福建福州350002

接触面单剪试验显示，在土与结构接触界面土体一侧存在剪切错动带，剪切过程中的土尤其是粗颗粒土出现明显的剪胀／剪缩效应．为了反映剪切错动带的应力应变特征，更恰当地模拟土与结构的相互作用，提出了接触面薄层单元耦合本构... 详细信息

接触面单剪试验显示，在土与结构接触界面土体一侧存在剪切错动带，剪切过程中的土尤其是粗颗粒土出现明显的剪胀／剪缩效应．为了反映剪切错动带的应力应变特征，更恰当地模拟土与结构的相互作用，提出了接触面薄层单元耦合本构模型．同时讨论了薄层单元厚度的确定问题．

关键词：接触面薄层单元耦合本构模型土-结构

一种新的耦合型塑性损伤本构模型预测高强钢损伤断裂

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力学季刊 2024年第3期 717-729页

作者：李祥马娟娟余丰宁波大学机械工程与力学学院宁波精达成形装备股份有限公司宁波工程学院杭州湾汽车学院

本文提出一种新的耦合型塑性损伤本构模型，用来预测不同应力状态下高强钢的损伤断裂行为．所提出的本构模型考虑了应力三轴度和Lode参数对损伤的影响，仅通过光滑拉伸和剪切试样就可完成参数标定，并实现了对紧凑拉伸断裂试样裂纹萌生... 详细信息

本文提出一种新的耦合型塑性损伤本构模型，用来预测不同应力状态下高强钢的损伤断裂行为．所提出的本构模型考虑了应力三轴度和Lode参数对损伤的影响，仅通过光滑拉伸和剪切试样就可完成参数标定，并实现了对紧凑拉伸断裂试样裂纹萌生与扩展的预测．研究发现，高强钢的临界损伤值是恒定的材料属性，与应力状态无关，可作为材料裂纹萌生的断裂准则，在该准则下可准确预测试样断裂应变．此外，损伤断裂受应力三轴度、Lode参数和塑性应变的共同影响，导致不同试样的起裂位置有所差异．

关键词：高强钢耦合本构模型应力三轴度 Lode参数损伤

高温下混凝土化学塑性-损伤耦合本构模拟及破坏分析

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应用力学学报 2008年第1期25卷 51-56页

作者：李荣涛李锡夔大连理工大学 116024大连大连大学116622大连

提出了一个用于模拟高温下混凝土中化学-热-湿-力学耦合行为的化学塑性-损伤耦合本构模型。发展了用于积分率形式的耦合本构方程的三步算子分裂算法。导出了化学-热-湿-力学(CTHM)耦合本构模型的一致性切线模量矩阵,以保证对于全局耦合... 详细信息

提出了一个用于模拟高温下混凝土中化学-热-湿-力学耦合行为的化学塑性-损伤耦合本构模型。发展了用于积分率形式的耦合本构方程的三步算子分裂算法。导出了化学-热-湿-力学(CTHM)耦合本构模型的一致性切线模量矩阵,以保证对于全局耦合控制方程Newton迭代过程的二阶收敛率。算例数值结果显示了本文发展的化学塑性-损伤耦合本构模型在重现火灾和热辐射条件下的混凝土中化学-热-湿-力学耦合行为的有效性。

关键词：化学塑性-损伤耦合本构模型一致性算法混凝土高温

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接触面模型在高面板堆石坝中的应用研究

红水河 2000年第4期19卷 12-15页

作者：卢廷浩鲍伏波河海大学岩土工程研究所江苏南京210098

讨论了接触面Goodman单元模型和Desai薄层单元模型的特点 ,介绍和分析了笔者提出的接触面薄层单元耦合本构模型。应用无厚度Goodman单元模型和笔者提出的薄层单元耦合本构模型分别对某高面板堆石坝进行了三维非线性有限元计算。计算结... 详细信息

讨论了接触面Goodman单元模型和Desai薄层单元模型的特点 ,介绍和分析了笔者提出的接触面薄层单元耦合本构模型。应用无厚度Goodman单元模型和笔者提出的薄层单元耦合本构模型分别对某高面板堆石坝进行了三维非线性有限元计算。计算结果显示 ,二者是有差异的 ,面板应力变形的差异更为明显 ,接触面模型和参数更为直接影响面板应力变形的计算结果。

关键词：耦合本构模型面板堆石坝应力变形接触面模型

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高温下无粘结预应力扁梁耐火性能的理论研究

高温下无粘结预应力扁梁耐火性能的理论研究