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基于变换应力方法的各向异性模型三维化 被引量:14
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作者 王乃东 姚仰平 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期50-56,共7页
各向异性模型的三维化较各向同性模型更加复杂,如果采用g(θ)方法进行各向异性模型的三维化,会出现诸如屈服面不连续、内凹的现象。但如果采用变换应力方法,既能保证各向异性屈服面的连续光滑,又能使各向异性模型的临界状态面与强度准... 各向异性模型的三维化较各向同性模型更加复杂,如果采用g(θ)方法进行各向异性模型的三维化,会出现诸如屈服面不连续、内凹的现象。但如果采用变换应力方法,既能保证各向异性屈服面的连续光滑,又能使各向异性模型的临界状态面与强度准则相一致。采用基于SMP准则的变换应力方法,实现了初始应力各向异性化的修正剑桥模型的三维化,确定了三维化模型的塑性因子和塑性流动方向,并给出了应用于有限元计算的切线刚度矩阵。通过试验数据和预测结果的对比,表明变换应力方法三维化的各向异性模型能够较合理地反映K0固结土的强度和变形特性。 展开更多
关键词 变换应力 各向异性 三维化 本构模型 K0固结 切线刚度矩阵
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复合受力模式下CFRP混凝土界面剥离分析方法 被引量:3
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作者 张伟 唐站站 +1 位作者 杨艳 韦建刚 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期257-264,283,共9页
为研究复合受力模式下碳纤维增强复合材料(CFRP)混凝土界面的剥离行为,提出在界面受压时采用摩尔-库仑强度理论以及在界面受拉时采用抛物线强度理论的损伤判定法则,建立复合受力状态下的界面本构模型。基于本构模型,推导界面的法向和切... 为研究复合受力模式下碳纤维增强复合材料(CFRP)混凝土界面的剥离行为,提出在界面受压时采用摩尔-库仑强度理论以及在界面受拉时采用抛物线强度理论的损伤判定法则,建立复合受力状态下的界面本构模型。基于本构模型,推导界面的法向和切向应力对相对位移的偏导数,得到界面数值分析时所需要的雅可比矩阵。通过对比文献中4个试件的试验结果,验证了复合受力状态下界面本构模型的适用性。采用所提出的界面本构模型对CFRP增强混凝土进行参数分析,研究剥离角、界面相对位移的权重系数、法向与切向强度比以及CFRP板厚对界面破坏模式的影响。结果表明,提出的复合受力模式下的界面本构模型能够准确地反映界面剥离破坏的过程以及CFRP板的应变分布情况;剥离角度的增加会大大降低荷载峰值及峰值过后的稳定值,稳定剥离阶段的荷载极值不受界面相对位移的权重系数、法向与切向黏结强度比和CFRP板厚因素的影响;在法向出现剥离的临界位置,CFRP板上表面应变呈现出明显的波动现象;根据应变波动的部位,可以推测出CFRP板法向剥离破坏的位置。 展开更多
关键词 CFRP 混凝土 复合受力模式 界面本构模型 剥离 雅可比矩阵 黏结应力-滑移关系
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饱和多孔介质中骨架的应变局部化萌生条件 被引量:3
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作者 赵纪生 陶夏新 +1 位作者 师黎静 欧进萍 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2005年第11期1337-1344,共8页
应用饱和多孔介质控制方程和Liapunov稳定理论,导出了固相应力和有效应力描述的多孔介质骨架应变局部化的萌生条件.不同应力形式表达的多孔介质基体的控制方程,相应的应变局部化萌生条件的表达形式也不尽相同,其原因源于骨架本构中固液... 应用饱和多孔介质控制方程和Liapunov稳定理论,导出了固相应力和有效应力描述的多孔介质骨架应变局部化的萌生条件.不同应力形式表达的多孔介质基体的控制方程,相应的应变局部化萌生条件的表达形式也不尽相同,其原因源于骨架本构中固液两相之间相互作用的不同描述.应用得出的Terzaghi有效应力描述的应变局部化萌生条件,可以理论解释多孔介质中固、液两相不同相对运动出现的破坏方式,如管涌、滑坡和泥石流.应用简单算例说明了应变局部化条件的具体实施方法. 展开更多
关键词 多孔介质 固相应力 有效应力 本构模型 应变局部化条件
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2D-C/SiC复合材料应变率相关的动态本构模型 被引量:3
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作者 刘明爽 李玉龙 +2 位作者 陶亮 徐绯 成来飞 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期421-426,共6页
分别在电子万能实验机和SHPB(split Hopkinson press bar)实验装置上对2D-C/SiC复合材料进行了静态、动态实验。探讨了该材料在10^-4~2.8×10^3s^-1的应变率范围内的层向压缩力学性能。实验结果表明.在动态加载条件下。2D-C/... 分别在电子万能实验机和SHPB(split Hopkinson press bar)实验装置上对2D-C/SiC复合材料进行了静态、动态实验。探讨了该材料在10^-4~2.8×10^3s^-1的应变率范围内的层向压缩力学性能。实验结果表明.在动态加载条件下。2D-C/SiC复合材料的应力应变呈非线性关系。随着应变率的提高,破坏强度提高、失效应变减小。弹性模量增加。弹性模量与对数应变率基本呈线性关系。提出了一个含有与应变率相关的损伤变量的动态本构方程,该方程与实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 固体力学 动态本构模型SHPB系统 陶瓷基复合材料 损伤变量
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建立岩土本构模型的新方法——映射分解法 被引量:1
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作者 王权民 李刚 《地下空间》 CSCD 2002年第2期133-136,141,共5页
本文提出了建立岩土本构模型的新方法—映射分解法 ,论证了该方法的数学基础 ,给出了相关的物理解释 ,介绍了用试验确定模型参数的方法 ,讨论了该方法对岩土介质的广泛适用性。
关键词 本构建模 映射 矩阵 岩土 映射分解法
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非饱和黏土状态相关本构模型的数值实现 被引量:2
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作者 李舰 韦昌富 刘艳 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2799-2808,共10页
基于双重塑性机制,即剪切滑移和加载湿陷机制,及毛细滞回和变形间的耦合作用,提出了一个适用于非饱和黏土的状态相关本构模型。建立了该模型的隐式积分算法,并处理了双重固相屈服面交点处的应力积分问题。考虑了吸力与应力间的关系,推... 基于双重塑性机制,即剪切滑移和加载湿陷机制,及毛细滞回和变形间的耦合作用,提出了一个适用于非饱和黏土的状态相关本构模型。建立了该模型的隐式积分算法,并处理了双重固相屈服面交点处的应力积分问题。考虑了吸力与应力间的关系,推导了本构关系的一致性切线模量。最后,利用该模型预测了一组非饱和黏土的三轴试验,以此反映模型的描述能力;对比了不同应变步长下应变控制试验的计算结果,并以此验证算法的收敛性和准确性;利用有限元程序平台U_DYSAC2计算了二维情况下非饱和土地区地基固结问题,从而验证所得一致性切线模量的有效性。 展开更多
关键词 非饱和土 状态相关 本构模型 隐式积分算法 一致性切线模量
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ONSET CONDITION OF STRAIN LOCALIZATION IN MATRIX OF SATURATED POROUS MEDIA
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作者 赵纪生 陶夏新 +2 位作者 师黎静 欧进萍 LIN Jian-zhong 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 2005年第11期1475-1483,共9页
Based on governing equations of saturated porous media and Liapunov' s stability here, onset conditions matrix of porous media used by solid stress and Terzaghi's effective stress constitutive description under seep... Based on governing equations of saturated porous media and Liapunov' s stability here, onset conditions matrix of porous media used by solid stress and Terzaghi's effective stress constitutive description under seepage flow state, are presented, which have different forms with different representation of the solid phase, matrix or skeleton, constitutive model of porous media. The main difference relates with how to describe the interaction between solid phase and liquid phase in constitutive model. The derived onset condition of strain localization under Terzaghi' s effective stress description can be used to interpret different failure types, piping effect, landslides and mudflows, by means of the type and the magnitude ratio of relative movement between solid phase and liquid phase. Examples here illuminate the onset condition of how to work. 展开更多
关键词 porous medium solid stress Terzaghi's effective stress constitutive model of matrix onset condition of strain localization
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织物增强形状记忆复合材料大型空间可展桁架研究进展 被引量:6
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作者 高冀峰 房光强 +4 位作者 余兵 樊鹏玄 陈务军 赵兵 曹争利 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期80-92,共13页
围绕新型织物增强形状记忆复合材料空间可展桁架,总结了材料研制、结构制备、形状记忆行为、多尺度力学模型和地面试验的相关研究进展。可展桁架纵杆为织物增强复合材料制成的薄壁管,复合材料是将二维碳纤维织物添加到环氧形状记忆树脂... 围绕新型织物增强形状记忆复合材料空间可展桁架,总结了材料研制、结构制备、形状记忆行为、多尺度力学模型和地面试验的相关研究进展。可展桁架纵杆为织物增强复合材料制成的薄壁管,复合材料是将二维碳纤维织物添加到环氧形状记忆树脂中制备而成,通过调整基体树脂和固化剂的配比可控制材料的形状记忆性能。基于相变理论构建了形状记忆本构模型,并应用三点弯曲试验验证。通过微观、细观、宏观多尺度方法,计算了复合材料的均匀ABD刚度矩阵,依据Kirchhoff假设推导了薄壁管等效空间梁单元。搭建地面技术演示平台,验证形状记忆可展桁架单元收纳比达到50:1,形状恢复率约为100%。 展开更多
关键词 空间可展桁架 织物增强复合材料 形状记忆本构模型 ABD刚度矩阵 复合材料梁单元
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一种自紧厚壁圆筒非线性混合硬化模型及残余应力分析 被引量:3
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作者 符史仲 杨国来 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1277-1283,共7页
为准确地计算自紧身管强度及疲劳寿命,建立一种能反映其非线性应力与应变关系和包辛格效应等性能的材料本构模型,用以提高残余应力计算精度。基于非线性随动硬化模型,建立一种适用于表征自紧身管力学性能的非线性混合硬化模型,通过数值... 为准确地计算自紧身管强度及疲劳寿命,建立一种能反映其非线性应力与应变关系和包辛格效应等性能的材料本构模型,用以提高残余应力计算精度。基于非线性随动硬化模型,建立一种适用于表征自紧身管力学性能的非线性混合硬化模型,通过数值计算可获得残余应力分布情况;为提高数值计算的收敛速度,结合所建立的材料本构模型和各参量间的弹塑性关系,推导了与本构模型密切相关的一致切线刚度矩阵;为验证该本构模型的正确性,综合运用拉压试验和优化算法确定材料参数,进行了自紧身管残余应力有限元数值计算及分析。结果表明:数值计算的残余应力分布曲线与试验数据基本吻合;建立的炮钢本构关系模型能真实反映自紧厚壁圆筒的残余应力分布情况。 展开更多
关键词 身管 自紧厚壁圆筒 残余应力 本构模型 一致切线刚度矩阵 参数优化
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基于BBM非饱和土本构模型的高填路堤沉降特性 被引量:3
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作者 关振长 毛顺飞 +1 位作者 张淑宝 徐惠明 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期31-38,共8页
基质吸力是非饱和土的重要特性,对边坡稳定性、填筑路基沉降等具有较大影响。常规本构模型未考虑非饱和土中基质吸力的影响,用以分析高填路堤沉降特性时,其计算结果不够准确。为研究非饱和土中基质吸力对路堤工程的影响,采用BBM(Barcelo... 基质吸力是非饱和土的重要特性,对边坡稳定性、填筑路基沉降等具有较大影响。常规本构模型未考虑非饱和土中基质吸力的影响,用以分析高填路堤沉降特性时,其计算结果不够准确。为研究非饱和土中基质吸力对路堤工程的影响,采用BBM(Barcelona Basic Model)本构模型,以临界状态线和状态边界面来描绘非饱和土的应力空间,以平均净应力、偏应力、基质吸力3种应力变量来划分弹性空间与塑性空间;在FLAC3D数值平台上通过FISH语言对传统MCC(Modified Cam-Clay Model)模型进行修正后,得以实现非饱和土的BBM模型。以厦蓉高速公路漳州段高填路堤工程为背景,分别采用BBM和MCC两种本构模型对陡坡高填路堤的分层沉降特性展开数值模拟。模拟结果表明,高填路堤的分层沉降量沿填土高度呈现中间大、两头小的分布形态;路堤中部既承受了较大的上覆荷载,下伏也有较厚的可压缩层,因此最大分层沉降发生在路堤中部;由于BBM本构模型充分考虑了非饱和土基质吸力的影响,其计算沉降量略小于MCC本构模型,其沉降计算量与分布规律更符合工程实际。以上研究成果可为高填路堤的沉降计算及工程设计提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 道路工程 非饱和土本构模型 数值模拟 基质吸力 高填路堤 沉降特性
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基于统一强度理论准则的内填生态砌块材料硬化函数探究 被引量:2
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作者 陈国新 刘磊 苏枋 《混凝土》 CAS 北大核心 2016年第6期129-131,140,共4页
为生态复合墙体的填充材料分析与应用提供理论依据和研究基础,结合当前国内外生态复合墙体材料的研究趋势,对三种新型生态复合墙体填充材料进行单轴抗压性能试验研究,基于统一强度理论和相关流动法则,采用材料各向同性强化法则,推导出... 为生态复合墙体的填充材料分析与应用提供理论依据和研究基础,结合当前国内外生态复合墙体材料的研究趋势,对三种新型生态复合墙体填充材料进行单轴抗压性能试验研究,基于统一强度理论和相关流动法则,采用材料各向同性强化法则,推导出基于统一强度理论的本构模型的硬化函数显式表达式,并利用单轴加载试验数据求得硬化函数与硬化参数之间的微分关系,推导出材料增量弹塑性刚度矩阵的表达式。结果表明:通过硬化函数显式表达式建立的材料单向弹塑性应力-应变关系能够较好的反映材料的本构模型;为统一强度理论准则的材料硬化参数增量弹塑性刚度矩阵表达式的计算机编程提供一种思路。 展开更多
关键词 砌块 统一强度理论 硬化函数 弹塑性本构模型 刚度矩阵
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深部人工冻土黏弹塑损伤耦合本构模型研究及其验证 被引量:4
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作者 汪承维 李栋伟 《冰川冻土》 CSCD 北大核心 2013年第5期1219-1223,共5页
采用改进的Mohr-Coulomb屈服准则(Zienkiewicz-Pande准则),建立了能描述人工冻土3个阶段蠕变特性的黏弹塑损伤耦合本构模型.基于该本构模型建立了模型的柔度矩阵,将本构模型嵌入到ADINA有限元程序中.计算表明:数值模拟得到的人工冻土蠕... 采用改进的Mohr-Coulomb屈服准则(Zienkiewicz-Pande准则),建立了能描述人工冻土3个阶段蠕变特性的黏弹塑损伤耦合本构模型.基于该本构模型建立了模型的柔度矩阵,将本构模型嵌入到ADINA有限元程序中.计算表明:数值模拟得到的人工冻土蠕变特性曲线与实测值吻合良好,最大误差为4.8%,说明基于改进的Mohr-Coulomb准则建立的黏弹塑损伤耦合本构模型能够准确的描述人工冻土剪切特性和3个阶段的蠕变特性.获得的本构模型具有参数少、容易确定等优点.深部人工冻土黏弹塑损伤耦合本构模型的建立,对于人工冻土结构物长期稳定分析和预测具有重大的理论指导意义. 展开更多
关键词 本构模型 西原模型 柔度矩阵 ADINA有限元程序
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