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有限平面应变Ⅱ型裂纹尖端幂律塑性应力场全解
1
作者 王志强 肖怀荣 +1 位作者 蔡力勋 黄茂波 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2024年第4期146-157,共12页
针对幂律材料、有限平面应变紧凑拉伸剪切(Compact Tension and Shear,CTS)试样,基于能量密度等效方法可得到CTS试样能量密度中值点的代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)的等效应力解析解,以该应力解作为特征应力因子,... 针对幂律材料、有限平面应变紧凑拉伸剪切(Compact Tension and Shear,CTS)试样,基于能量密度等效方法可得到CTS试样能量密度中值点的代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)的等效应力解析解,以该应力解作为特征应力因子,采用表征CTS试样Ⅱ型裂纹尖端应力场的三角特殊函数,提出了描述有限平面应变幂律塑性Ⅱ型裂纹尖端应力场的半解析模型以及用于描述Ⅱ型裂纹尖端扇贝轮廓式等应力线的理论解.本文Ⅱ型裂纹裂尖场模型对平面应变CTS试样裂尖应力场的预测结果与有限元分析结果密切吻合,Ⅱ型裂纹裂尖幂律塑性应力场模型完善了弹塑性断裂力学,并对剪切型断裂安全评价有重要工程意义. 展开更多
关键词 幂律塑性 有限平面 Ⅱ型裂纹 半解析模型 应力场
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平面幂律塑性Ⅰ型裂纹尖端应力场全解
2
作者 王志强 蔡力勋 黄茂波 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期95-112,共18页
在航空航天、船舶、石油管道和核电等领域,服役结构或部件在长期极端条件下运行,不可避免地会产生裂纹,因此,为研究含裂纹结构的准静态断裂行为,必须了解裂纹尖端附近区域的应力应变场特点.对于幂律材料裂纹构元,研究平面应变和平面应... 在航空航天、船舶、石油管道和核电等领域,服役结构或部件在长期极端条件下运行,不可避免地会产生裂纹,因此,为研究含裂纹结构的准静态断裂行为,必须了解裂纹尖端附近区域的应力应变场特点.对于幂律材料裂纹构元,研究平面应变和平面应力条件下Ⅰ型裂纹尖端应力场的解析分布.基于能量密度等效和量纲分析,推导了能量密度中值点代表性体积单元(representative volume element,RVE)的等效应力解析方程,并定义其为应力因子,进而针对有限平面应变和平面应力紧凑拉伸(compact tension,CT)试样和单边裂纹弯曲(single edge bend,SEB)试样,以应力因子作为应力特征量,并构造用于表征裂尖等效应力等值线的蝶翅轮廓式和扇贝轮廓式三角特殊函数,提出描述幂律塑性条件下平面I型裂纹尖端应力场的半解析模型.该半解析模型形式简单,对CT和SEB试样的裂尖应力场的预测结果与有限元分析的结果比较表明,两者之间均密切吻合,模型公式可直接用于预测Ⅰ型裂纹尖端应力分布,方便于断裂安全评价和理论发展. 展开更多
关键词 幂律塑性 平面条件 Ⅰ型裂纹 能量密度等效 半解析模型 应力场
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基于微纳米压入法提取无铅焊料合金弹塑性力学参数的研究 被引量：5
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作者 刘勇勇 肖革胜 +1 位作者 李志刚 树学峰 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2019年第1期55-63,共9页
本文通过微纳米压入法结合数值模拟研究了无铅焊料合金SnAg3.5的弹塑性力学性能,分别采用圆柱形压头及两种不同锥角压头对无铅焊料合金进行压入测试:基于圆柱形压头测试过程中接触面积恒定的特点得到了无铅焊料的弹性模量,进一步采用塑... 本文通过微纳米压入法结合数值模拟研究了无铅焊料合金SnAg3.5的弹塑性力学性能,分别采用圆柱形压头及两种不同锥角压头对无铅焊料合金进行压入测试:基于圆柱形压头测试过程中接触面积恒定的特点得到了无铅焊料的弹性模量,进一步采用塑性应变梯度理论对两种锥角压头的测试结果予以修正并通过数值模拟反分析得到相应的特征应力值,同时基于压入特征塑性应变与压头锥角的关系式得到两种不同锥角压头下的特征应变值,在此基础上经求解方程组得到焊料合金的初始屈服应力与应变强化因子,进而得到了焊料合金的幂强化弹塑性本构关系.该方法剔除了压入尺度效应的影响并保证了所得本构关系的唯一性,给出了一种通过原位压入测试表征金属材料弹塑性力学性能的有效方法. 展开更多
关键词 无铅焊料 微纳米压入 幂强化本构 特征应变 塑性应变梯度
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造山带下岩石圈地幔小尺度减薄的动力学成因 被引量：1
4
作者 雷天 李忠海 刘勉 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3727-3739,共13页
地质与地球物理观测数据表明青藏高原、安第斯山、以及帕米尔等典型造山高原之下均有明显的岩石圈地幔小尺度/分段式减薄现象.这些小尺度岩石圈减薄难以用经典的拆沉或对流减薄理论来解释,一方面,拆沉预示大尺度岩石圈地幔的剥离过程,... 地质与地球物理观测数据表明青藏高原、安第斯山、以及帕米尔等典型造山高原之下均有明显的岩石圈地幔小尺度/分段式减薄现象.这些小尺度岩石圈减薄难以用经典的拆沉或对流减薄理论来解释,一方面,拆沉预示大尺度岩石圈地幔的剥离过程,而对流减薄则在黏度相对低的地幔岩石圈中发生,其主要以小尺度的局部增厚触发并仅减薄地幔岩石圈的底部区域.另一方面,拆沉或对流减薄模型都预测造山带尺度的地幔岩石圈拆离,都假设造山带岩石圈横向均一,然而实际的造山带岩石圈往往由多个不同的地块构成,块体之间岩性、物性、流变结构可能大有差别,即横向不均一性.这些造山带岩石圈地幔的横向不均一性,能否有效解释观测到的局部小尺度减薄现象?为此,我们构建了一系列高精度动力学数值模型,系统模拟了碰撞造山过程中岩石圈地幔的形变和不稳定性.结果表明,在塑性屈服强度很低的情况下,横向不均一的造山带岩石圈有发生分段式/小尺度减薄的可能性;其主要机理是由位错蠕变与强塑性作用所导致的应变集中使得地块间及壳幔间耦合弱化,从而使得较弱地块的岩石圈地幔在增厚时由于重力不稳定性而产生局部剥离,进而诱发小尺度软流圈上涌.模拟结果可以良好地解释发生在青藏高原东北缘、安第斯中部高原、以及帕米尔高原之下岩石圈的局部小尺度/分段式减薄现象. 展开更多
关键词 小尺度岩石圈减薄 造山带 横向不均一性 位错蠕变 塑性屈服 数值模拟
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冲击速度对开孔泡沫金属冲击动力学性能影响
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作者 韩晋民 段中强 赵子龙 《太原科技大学学报》 2012年第3期212-216,共5页
利用有限元软件ANSYS中的LS-DYNA模块,建立起了泡沫金属胞元方孔模型,采用能更好反应实际情况的幂函数塑性模型,研究了冲击速度对泡沫金属冲击动力学性能的影响,对泡沫金属在冲击载荷作用下的应力传递和分布以及变形过程进行了数值模拟... 利用有限元软件ANSYS中的LS-DYNA模块,建立起了泡沫金属胞元方孔模型,采用能更好反应实际情况的幂函数塑性模型,研究了冲击速度对泡沫金属冲击动力学性能的影响,对泡沫金属在冲击载荷作用下的应力传递和分布以及变形过程进行了数值模拟,分析了冲击速度对泡沫金属应力传递和分布以及变形的影响。研究表明,随着初始撞击速度的提高,泡沫铝屈服强度有所提高,应力传递速度和接触端面处的泡孔变形速度加快。 展开更多
关键词 泡沫金属 幂函数塑性模型 冲击载荷 数值模拟
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