岩石统一能量屈服准则 被引量：44

1

作者 周辉 李震 +2 位作者 杨艳霜 张传庆 盛谦 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2170-2184,共15页

不同于金属材料,岩石材料由于具有内摩擦特性而表现出明显的Lode角效应等特点,其屈服过程不仅与广义剪应力有关,还受静水压力的影响。为建立适用范围更广、更符合岩石屈服机制的屈服准则,开展如下主要工作:综合考虑岩石材料屈服时的剪... 不同于金属材料,岩石材料由于具有内摩擦特性而表现出明显的Lode角效应等特点,其屈服过程不仅与广义剪应力有关,还受静水压力的影响。为建立适用范围更广、更符合岩石屈服机制的屈服准则,开展如下主要工作:综合考虑岩石材料屈服时的剪切滑移和法向压密机制,将与屈服相关的能量划分为3个复合滑动面的剪切应变能之和与体积应变能,并给出相应的计算公式;几种不同性质的岩石试验结果表明,岩石屈服时的2种能量近似符合线性关系,基于此,建立岩石统一能量屈服准则,总体上它可较好地描述岩石材料的屈服特性,如子午面上的曲线形态、Lode角效应等;通过对常用的岩石屈服准则进行对比分析,指出统一能量屈服准则是多种常用岩石屈服准则的一般形式;分别采用统一能量屈服准则、三剪能量屈服准则、Mohr-Coulomb屈服准则、Drucker-Prager屈服准则、双剪强度理论、Hoek-Brown准则和Murrell准则对3种不同性质岩石的屈服强度进行计算,结果表明统一能量屈服准则的计算结果比较精确(尤其是在高围压和高静水压力条件下),并且分析统一能量屈服准则产生上述结果的本质机制,探讨岩石材料屈服时剪切应变能为定值的传统假设近似成立的条件。所建立的岩石统一能量屈服准则突破了岩石材料屈服时剪切应变能为定值的传统假设,通过分析体积应变能对岩石屈服的影响规律,在屈服准则中合理地考虑体积应变能的影响因素,这对于准确地定量分析岩石材料的屈服特性具有重要意义。 展开更多

关键词 岩石力学 岩石材料 统一能量屈服准则 剪切应变能 体积应变能

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基于能量原理的板桁结合型加劲梁连续化分析方法 被引量：9

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作者 周绪红 秦凤江 +2 位作者 狄谨 张茜 乔朋 《中国公路学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期34-43,共10页

针对大跨径板桁结合型加劲梁悬索桥精细有限元模型单元数量多、计算效率低的特点,基于能量原理推导了板桁结合型加劲梁主桁架腹杆和下平联的连续化等效板厚计算公式,根据板桁结合型加劲梁的弯曲与扭转受力特点分别构造了相应的连续化等... 针对大跨径板桁结合型加劲梁悬索桥精细有限元模型单元数量多、计算效率低的特点,基于能量原理推导了板桁结合型加劲梁主桁架腹杆和下平联的连续化等效板厚计算公式,根据板桁结合型加劲梁的弯曲与扭转受力特点分别构造了相应的连续化等效截面,并采用悬臂梁模型验证等效截面的合理性,最后以主跨跨径1 480m的岳阳洞庭湖大桥为研究对象,将连续化分析方法与精细有限元法的位移与应力计算结果进行了比较。结果表明:采用2种方法计算得到的加劲梁位移的结果吻合较好,最大相对误差不超过4%;移动荷载作用时,采用连续化分析方法计算得到的上弦杆压应力受桥面板剪力滞效应的影响,导致其压应力的相对误差较下弦杆大,但上弦杆压应力的绝对差值不超过5.0MPa;横桥向静风荷载作用下,采用连续化分析方法计算得到的弦杆应力相对误差不超过5%;连续化分析方法的计算精度能满足要求,计算效率较精细有限元法大幅提高。 展开更多

关键词 桥梁工程 大跨径悬索桥 连续化分析方法 板桁结合型加劲梁 能量原理 剪切应变能

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建筑涂层织物膜材剪切模量的双轴剪切测试方法 被引量：4

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作者 贾林睿 高成军 +1 位作者 石泰百 陈务军 《空间结构》 CSCD 北大核心 2019年第2期55-59,共5页

为确定更符合工程需求的建筑涂层织物膜材剪切弹性模量,基于双轴拉伸试验,采用45°偏轴十字型试件,定义名义剪切应力和工程剪切应变,提出了单调剪切加载下,基于剪切线性应变能误差的等效剪切屈服应力确定方法.在此基础上,提出了材... 为确定更符合工程需求的建筑涂层织物膜材剪切弹性模量,基于双轴拉伸试验,采用45°偏轴十字型试件,定义名义剪切应力和工程剪切应变,提出了单调剪切加载下,基于剪切线性应变能误差的等效剪切屈服应力确定方法.在此基础上,提出了材料剪切模量低周循环双轴剪切测试方法,采用了等幅周期加载制度,以等效剪切屈服应力作为循环荷载的幅值,对剪应力正负加载上升段曲线线性拟合得到剪切模量.对玻璃纤维织物PTFE涂层膜材试件进行了试验,所得的剪切应力应变滞回曲线规则,线性度高,相比既有方法更符合工程实际.该方法可应用于G类膜材或其他织物增强类膜材. 展开更多

关键词 建筑涂层织物膜材 剪切模量 双轴剪切 剪切应变能 等效剪切屈服应力

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劲性骨架混凝土拱桥简化计算模式分析

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作者 王操 李海鸥 +1 位作者 刘刚 文新华 《公路与汽运》 2024年第5期103-107,112,共6页

针对大跨径劲性骨架混凝土拱桥有限元模型中单元数量多、计算效率低的问题,根据劲性骨架拱的受力特点与简化原则,构造相应连续化等效截面,基于剪切应变能量互等原理及剪切刚度等效原则推导劲性骨架腹杆膜化为拟腹板的等效板厚计算公式;... 针对大跨径劲性骨架混凝土拱桥有限元模型中单元数量多、计算效率低的问题,根据劲性骨架拱的受力特点与简化原则,构造相应连续化等效截面,基于剪切应变能量互等原理及剪切刚度等效原则推导劲性骨架腹杆膜化为拟腹板的等效板厚计算公式;以主跨200 m实桥为对象,分别建立简化模型与精细化模型,对拱圈最大悬臂状态和合龙状态下结构位移与应力进行分析,结果表明两种模型的计算结果吻合度高,但简化模型的单元数量大幅度减少,计算速度更快,计算精度满足工程要求。 展开更多

关键词 桥梁 劲性骨架混凝土拱桥 计算模式 腹杆膜化 剪切应变能 拟腹板

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单箱双室箱梁横隔板与横隔墙剪切应变能计算 被引量：6

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作者 赵甲荐 魏德敏 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期47-53,共7页

根据单箱双室箱梁截面的变形,设计位移参数,导出横截面横向、竖向畸变角的变位模式;采用刚架或板件来模拟横隔板和横隔墙的计算简图,利用力学和有限元原理,推导出横隔板、横隔墙的抗剪刚度、剪切应变能;并将此方法的计算结果与商业有限... 根据单箱双室箱梁截面的变形,设计位移参数,导出横截面横向、竖向畸变角的变位模式;采用刚架或板件来模拟横隔板和横隔墙的计算简图,利用力学和有限元原理,推导出横隔板、横隔墙的抗剪刚度、剪切应变能;并将此方法的计算结果与商业有限元软件计算结果进行比较.结果表明:文中提出的计算理论与方法是正确和完整的,该方法与商业有限元软件的计算结果接近;文中计算方法较之商业有限元软件更加简便实用;横隔板、横隔墙的剪切应变能都随位移呈幂函数增加.文中还得出了单箱双室箱梁横隔板最优的开孔位置. 展开更多

关键词 单箱双室箱梁 剪切应变能 抗剪刚度 横隔板 横隔墙

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室温轧制Cu/Al多层复合薄带的变形诱导反应扩散现象 被引量：6

6

作者 于庆波 刘相华 +1 位作者 孙莹 祁俊龙 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期1166-1174,共9页

以退火态工业纯铝、纯铜薄带为原料,将8层铜带、7层铝带,共15层以相互交替方式叠在一起,利用自行研制的微成形轧机,在室温下对其进行多道次轧制.在没有任何中间退火等热处理的情况下,当累积应变达到83%时,通过OM观察发现冷轧大变形后的C... 以退火态工业纯铝、纯铜薄带为原料,将8层铜带、7层铝带,共15层以相互交替方式叠在一起,利用自行研制的微成形轧机,在室温下对其进行多道次轧制.在没有任何中间退火等热处理的情况下,当累积应变达到83%时,通过OM观察发现冷轧大变形后的Cu/Al界面处有新相形成.经SEM/EDS分析,发现这些新相是金属间化合物Al_2Cu/AlCu/Al_4Cu_9的混合物,是由反应扩散获得的产物.这些金属间化合物与原有的金属母体构成了一种新的复合材料.特别有意义的是:由于实测和有限元模拟计算两种方法都证实轧制过程中温升低于28℃,因此该反应扩散不是缘于常见的'热'作用,而是由于室温大变形轧制中应力-应变的作用.本文将这种现象称为变形诱导反应扩散,并对其机理进行了分析和阐述.该研究结果是在室温下加工获得金属间化合物的一个实验证据,为获得一类新型复合材料提供了新途径. 展开更多

关键词 反应扩散 负辊缝轧制 剧烈塑性变形 Cu/Al复合带 剪切应变能

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红砂岩剪切储能与最大剪应变特征试验研究 被引量：1

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作者 王云飞 马勇超 +2 位作者 李志超 王立平 荣腾龙 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期66-73,共8页

为了明确干燥和饱水红砂岩剪切强度、剪切储能与剪应变特征,在岩石剪切试验系统进行了不同法向应力作用下干燥和饱水红砂岩剪切试验,详细分析了法向应力和饱水作用对红砂岩剪切强度、剪切应变能密度和剪应变的影响规律。结果表明:剪力-... 为了明确干燥和饱水红砂岩剪切强度、剪切储能与剪应变特征,在岩石剪切试验系统进行了不同法向应力作用下干燥和饱水红砂岩剪切试验,详细分析了法向应力和饱水作用对红砂岩剪切强度、剪切应变能密度和剪应变的影响规律。结果表明:剪力-剪切位移曲线,干燥状态线性段明显,饱水状态屈服段明显,法向应力在10 MPa~20 MPa,剪切强度和剪切位移增加显著,法向应力在20 MPa~40 MPa切向位移变化很小;压剪应力状态下的粘聚力和内摩擦角明显低于三轴压缩应力状态下的粘聚力和内摩擦角,饱水使三轴应力路径下的粘聚力和内摩擦角都弱化,而压剪应力路径下只对内摩擦角弱化。法向应力小于20 MPa时,剪切强度劣化率随法向应力的增加线性增大,法向应力在20 MPa~40 MPa时,剪切强度劣化率在一定值上下波动。峰值剪切应变能密度与法向应力之间存在良好线性变化规律,随法向应力增大,饱水对峰值剪切应变能密度的影响增加。干燥和饱水红砂岩峰值剪切应变能密度分别趋于定值1.4579 MJ/m3和1.0033 MJ/m3,饱水使峰值剪切应变能密度的劣化率趋于31.18%。根据峰值剪应变随法向应力的变化规律,构建了干燥和饱水红砂岩剪应变经验强度准则。所得成果对红砂岩工程设计及工程稳定性分析具有一定参考价值。 展开更多

关键词 红砂岩 干燥和饱水 强度 剪切应变能 剪应变

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断层系统中局部断层活动过程的数值分析方法——以Z字形断层为例 被引量：4

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作者 王学滨 白雪元 马冰 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2015年第6期2938-2944,共7页

断层系统中局部断层活动顺序及稳定性的研究对于地震及矿震等自然灾害的预防具有重要的实际意义.通过编写FISH函数对FLAC-3D进行二次开发,分别对Z字形断层系统中4条断层上与剪切和拉伸破坏有关的6种量随时段的演变规律进行了统计.研究发... 断层系统中局部断层活动顺序及稳定性的研究对于地震及矿震等自然灾害的预防具有重要的实际意义.通过编写FISH函数对FLAC-3D进行二次开发,分别对Z字形断层系统中4条断层上与剪切和拉伸破坏有关的6种量随时段的演变规律进行了统计.研究发现,首先,位于标本两侧的拐折断层和平直断层交替活动,然后,位于标本中部的平直断层的活动被上述平直断层的活动触发并导致标本整体的失稳.从与剪切应变能释放有关的2种量的演变规律上能发现位于标本一侧的平直断层b0值(事件的频次-能量关系的斜率的绝对值)缺失的明显标志.由于发生拉破坏且释放拉伸应变能的单元较多,所以,在任一时段内,标本中释放的拉伸应变能并不一定比剪切应变能低.本文的研究方法对于复杂断层系统中局部断层的活动顺序及稳定性研究具有一定价值. 展开更多

关键词 断层系统 活动顺序 稳定性 能量释放 剪切应变能

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粒子分离器鼓包柔性复合材料的本构模型研究 被引量：3

9

作者 刘海健 崔海涛 +2 位作者 张宏建 单勇峰 项英 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1869-1875,共7页

为了预测可变形粒子分离器鼓包复杂工况的力学行为,得到柔性帘线/橡胶复合材料结构的变形特性模型,基于连续介质力学的理论,建立了一种考虑帘线/橡胶之间剪切应变能的帘线/橡胶复合材料本构模型,通过ABAQUS的UANISOHYPER_INV接口编写各... 为了预测可变形粒子分离器鼓包复杂工况的力学行为,得到柔性帘线/橡胶复合材料结构的变形特性模型,基于连续介质力学的理论,建立了一种考虑帘线/橡胶之间剪切应变能的帘线/橡胶复合材料本构模型,通过ABAQUS的UANISOHYPER_INV接口编写各向异性超弹性材料的本构子程序,形成有效的帘线/橡胶复合材料的变形行为预测方法。结合橡胶材料Mooney—Rivilin本构模型,基于大变形不可压缩方法处理橡胶试验数据,运用最小二乘法拟合单轴拉伸试验数据,得到橡胶材料的参数C10=-0.27MPa与C01=1.12MPa;在橡胶超弹性本构的基础上,建立了帘线/橡胶复合材料的各向超弹性本构模型,并通过单轴拉伸试验拟合帘线和剪切应变能的参数;并进行单轴拉伸试验验证帘线/橡胶复合材料的各向超弹性本构模型。结果表明:拉伸变形量在20%内,数据吻合较好,进一步证明所建本构模型的准确性,为可变形粒子分离器鼓包有限元仿真分析奠定理论基础。 展开更多

关键词 帘线/橡胶复合材料 剪切应变能 连续性介质力学 粒子分离器 各向异性超弹性本构

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单箱单室箱梁横隔板、墙剪切应变能计算(英文)

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作者 赵甲荐 魏德敏 《科学技术与工程》 2010年第29期7181-7189,共9页

基于现代箱形梁桥的截面壁越来越薄,而且许多要承受轨道车辆传来的超大荷载,这都让横隔板、横隔墙受力性能的深入研究变得重要。根据单箱单室箱梁截面的变形,设计位移参数,导出横截面横向、竖向畸变角的变位模式。采用刚架或板件来模拟... 基于现代箱形梁桥的截面壁越来越薄,而且许多要承受轨道车辆传来的超大荷载,这都让横隔板、横隔墙受力性能的深入研究变得重要。根据单箱单室箱梁截面的变形,设计位移参数,导出横截面横向、竖向畸变角的变位模式。采用刚架或板件来模拟横隔板和横隔墙的计算简图。利用力学和有限元原理,推导出横隔板、横隔墙的抗剪刚度、剪切应变能。最后为验证正确性,将此方法的计算结果与商业有限元软件计算结果进行比较。结果表明:两者计算结果接近,说明本文提出的计算理论与方法是正确和完整的;本文计算方法较之商业有限元软件方法更加简便实用,且对横隔板、横隔墙单独计算或置入车-桥系统中计算,计算精度都保持不变;横隔板、横隔墙的剪切应变能都随位移成幂函数增加,说明其对增加箱梁截面的横向刚度,抵抗截面畸变的作用很大。 展开更多

关键词 单箱单室箱梁 剪切应变能 抗剪刚度 横隔板 横隔墙

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复合材料双搭接胶连接接头的承载力与胶层变形

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作者 马毓 马斌 陈希瑞 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第11期43-48,共6页

现有复合材料双搭接胶连接接头的承载力计算式,没有完全解决胶层厚度对接头承载力的影响问题,理论与实际相差较大,有改进必要。对此问题一般是基于胶层缺陷和剥离应力讨论其原因。引用已有试验数据,解析分析了只变化胶层厚度的同种接头... 现有复合材料双搭接胶连接接头的承载力计算式,没有完全解决胶层厚度对接头承载力的影响问题,理论与实际相差较大,有改进必要。对此问题一般是基于胶层缺陷和剥离应力讨论其原因。引用已有试验数据,解析分析了只变化胶层厚度的同种接头,在其破坏荷载作用下,胶层剪切变形与剥离变形沿搭接长度的分布规律;发现随着胶层增厚与接头承载力降低,胶层的剪切变形和剥离变形均减小;对比试件的特征破坏模式,也未发现剥离破坏特征和明显缺陷。提出控制胶层厚度,引起胶层剪切应变能密度改变,是上述问题的根本原因,并设计5组对比实验初步验证了此判断。 展开更多

关键词 胶连接 胶层厚度 剪应变 剥离变形 剪切应变能密度

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