基于塑性损伤模型的UHTCC构件有限元分析

为了准确模拟超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)的非线性力学行为,本文基于混凝土塑性损伤本构模型,建立了UHTCC受压、受拉本构关系及损伤模型参数确定方法,采用该本构模型对UHTCC立方体试块受压、UHTCC薄板直接拉伸、UHTCC/混凝土复合梁受弯试验进行数值模拟;有限元计算得到的应力应变关系、位移荷载关系曲线和开裂形态与试验结果吻合,验证了本文UHTCC塑性损伤本构模型的合理性;数值模拟展示了UHTCC和混凝土不同的损伤和开裂发展过程,结合试验结果说明了UHTCC使裂缝无害化分散、控制裂缝扩展的特点。     

粘塑性随机有限元及其对堤坝填筑问题的分析

基于Mohr-Coulomb破坏准则下材料的非线性特征,结合粘塑性应力空间内破坏准则被有限超越期间的稳定时间步长,对随机数学覆盖下粘塑性数值算法的逻辑实现过程进行推导,在直接偏微分理论基础上建立了三维及平面应变条件下粘塑性非线性随机有限元的本构关系式,进而提出了基于全量理论的粘塑性非线性随机有限元列式,并以堤防填筑工程为例,分析研究了土质堤坝分阶段逐步填筑过程中的随机演化机理及堤坝结构的可靠度安全性,实现了堤防填筑工程的全程随机模拟。     

石灰改良土的力学特性及本构模型研究

石灰可以改良软土的强度和变形等力学特性,通过三轴试验探讨了石灰改良土的屈服特性,建立了石灰改良土的弹塑性本构关系模型。结果表明,掺灰比10%的改良石灰土具有较大抗剪强度。分析了重塑石灰土基于Mohr-Coulomb屈服准则下在p-q平面和π平面上的屈服轨迹和屈服强度的变化。根据塑性势函数理论,使用相关联的流动法则,研究了改良石灰土的本构关系模型。在试验基础上,探讨了改良石灰土的剪缩(胀)性与应变持续强化特性,通过构造模型参数,建立了改良石灰土的本构关系模型,并通过验证模型的可靠性和适用性。为改善淤泥质土层的强度以及地基处理方向提供了参考。     

材料本构模型对轨道交通产品吸能装置有限元仿真结果的影响研究

研究表明在高速变形过程中,采用98号材料本构模型来模拟材料真实的应力应变曲线,仿真计算的变形结果与实际的变形的结果接近。而在静压的变形过程中,无论是24号材料本构模型还是98号材料本构模型,对变形结果几乎没有影响。     

基于热弹塑性分析的焊接应力和应变理论研究

本文通过分析材料的热弹塑性理论,建立了应力、应变的平衡方程,并假设弹性、塑性应变与温度应变密不可分;力学性能、应力应变在微元时间变化内满足线性变化;材料的屈服满足Von Mises准则且在塑性变形内其行为是服从塑性的流动与强化准则的;最后采用有限元求解。     

岩石类介质的非线性动力损伤有限元模型

运用连续损伤力学的概念把损伤变量引入岩石类介质的非线性本构模型．分别建立了脆性动力损伤模型和弹粘塑性动力损伤模型。模型中将损伤、渗流及孔隙率演化相互耦合的有效应力概念引入Mohr-Coulomb破坏准则,对传统的莫尔-库仑破坏准则进行修改,给出莫尔-库仑损伤破坏准则。分别对上述两种损伤模型编制了相应的有限元程序。应用上述的理论模型对建于岩石基础上的混凝土重力坝在地震荷载作用下各向同性损伤-破坏的问题分别进行了两种不同动力损伤模型的非线性数值分析。     

基于光弹性法模拟材料压缩变形的实验研究

利用光塑性法,采用光塑（PMMA）模拟材料单向应力状态是可行的。基于MSC.MARC有限元软件,建立了光塑性压缩变形模型。模拟计算结果表明：光塑性材料模拟压缩变形所得出的20℃和120℃应力应变曲线,与由光塑性材料实验所得应力应变曲线基本是一致的。     

多尺度内聚力有限元方法在锂离子电池中的应用

锂离子电池电极材料中锂离子扩散与结构应力的耦合作用是影响电池性能和安全的重要因素,为了模拟该过程中的浓度扩散和应力演化,提出了一种基于多尺度内聚力有限元方法的扩散-应力耦合模型,通过将化学能与应变能相结合,分别建立浓度场及应力场控制方程并推导了其有限元格式。以负极材料薄膜硅为例建立了二维的数值算例模型,计算了无晶界和含晶界情况下,不考虑材料损伤的电极材料中由于锂离子嵌入所引起的浓度及应力变化。多尺度有限元模型从原子尺度出发计算结构应力,丰富了材料的本构关系和物理性质,内聚力单元在描述界面处的物理特性如浓度、应力时具有很高的灵活性和有效性,该模型的提出为更准确地理解锂离子电池电极中的锂离子扩散-应力耦合过程提供了理论方法。     

关于确定边坡稳定性安全系数的方法研究

采用有限元强度折减法计算边坡稳定的安全系数时,边坡失稳破坏判断准则的选取尚有不少争议。根据目前常用的三种边坡失稳判断准则,运用大变形有限元强度折减法,采用边坡特征点位移(如坡脚点和坡顶点)与折减系数关系曲线进行判断。由于在大变形有限元分析边坡破坏的过程中引入了更新的拉格朗日法(U.L.法),其边坡特征点位移与折减系数关系曲线显著区别于小变形情况下的关系曲线,不能较明确直观地确定边坡的安全系数,针对这种情况,提出了根据大变形情况下的关系曲线确定安全系数的方法。通过算例计算,并与他人的计算结果进行比较,表明了此方法的可靠性。同时,结合边坡破坏时的塑性等应变图说明了其准确性。     

CA砂浆等效单轴疲劳损伤本构模型研究

在采用"南水"非线性模型研究了CRTS I型板式无碴轨道用CA砂浆应力-应变关系本构模型基础上,基于应变等效原理,推导得到等效单轴疲劳损伤本构模型,并根据疲劳实验结果验证了理论模型的有效性。结果表明,"南水"非线性模型能够较好地拟合I型CA砂浆在标准养护下的单轴受压应力应变状态。在选用的模型中引入损伤变量,建立的I型CA砂浆等效单轴疲劳损伤本构模型,其模型参数与振动频率(等效为疲劳加载次数)存在一定的变化规律,具有较强的物理意义。     

沉箱码头基床滑移破坏数值模型建立与规律分析

针对沉箱码头抛石基床滑移破坏的问题,本文借助Plaxis有限元计算软件,应用弹塑性数值模拟模块,采用理想弹塑性本构模型,以江苏盐城市某沉箱码头为计算实例,建立了三维有限元模型计算分析。同时,通过研究发现,抛石基床内部存在着潜在的滑移破坏面,该破坏面的位置与码头结构的高度和宽度后方荷载和土体的参数有关。     

单轴压缩载荷下骨支架的降解模型研究

目的:通过单轴压缩载荷下骨支架的降解模型的建立和有限元分析,得到降解过程中支架应力,应变的变化情况。方法:用有限元接口子程序定义变化的材料特性来模拟支架结构的实时性变化,并利用有限元软件对该模型进行仿真计算。结论:建立了单轴压缩载荷下骨支架的降解模型,并得到支架降解过程中应力、应变的变化情况,并为以后骨支架的设计、制造提供相关的依据。     

T型预应力梁张拉应力分析

首先确定了非线性有限元分析模型中所采用的材料本构关系和强化模型,基于大型有限元软件ANSYS建立了全梁有限元模型,采用三种工况张拉预应力筋,分析了T型梁跨中的应力与张拉预应力筋顺序的关系并与桥梁规范中的计算方法进行了比较,分析了产生差异的原因。     

蜂窝夹层结构鸟撞试验数值模拟及参数修正

针对典型复合材料面板蜂窝夹层结构的鸟撞设计分析,建立准确的有限元分析模型,本文根据典型复合材料面板蜂窝夹层结构在不同鸟撞速度下的试验结果,提出了一种基于光滑粒子流体动力学(SPH)算法的有限元模型参数修正方法。修正后有限元模型计算结果与试验结果的应变及位移均达到了较高的拟合度,验证了有限元模型的可行性及计算精度,并初步确定了蜂窝夹层结构抗鸟撞性能分析的有限元模型关键参数,提高了蜂窝夹层结构抗鸟撞设计方法的效率。     

冲破式易碎盖的结构设计及仿真分析

以导弹易碎盖为研究对象,设计了三种结构形式的复合材料易碎盖。对于裂纹附近材料采用了可失效的弹塑性本构,建立了不同结构形式的复合材料易碎盖有限元模型,并进行了冲破过程的数值仿真。分析了裂纹强度对撞击力的影响,得到裂纹强度与最大撞击力的数值表达式。     

多孔介质的动态本构方程

多孔介质的动态本构方程本文给出率形式多孔介质的动态粘弹塑性本构方程．材料的应变率由弹性分量与塑性分量承担．即：对损伤型多孔介质，弹性应变率与Ｃａｕｃｈｙ应力张量的Ｊａｕｍａｎｎ率的关系采用Ｍａｃｋｅｎ－ｚｉｅ的广义虎克定律￣［１］：而塑性应变率服从正...     

基于Defrom的高锰钢钻削加工仿真

运用专业的塑性成形有限元DEFORH-3D软件建立高锰钢(ZGHn13)材料的有限元模型,动态模拟钻削高锰钢的加工过程,获得了连续切屑、钻削力和扭矩等数据.为使用有限元方法研究高锰钢切削加工提供了重要的理论依据.     

三折线线性软化土体中球孔扩张问题解答

以三折线线性软化模型为基础,结合Tresca屈服准则和不相关联的流动法则,同时考虑了塑性区弹性变形,推导了具有应变软化和剪胀特性的土体球孔扩张问题的解。运用所得解分析了不同剪胀特性和不同软化程度对球形孔扩张结果的影响。     

深水闸板防喷器剪切油管过程力学分析

为研究深水闸板防喷器剪切油管过程应力和变形特征,计算了极限剪切力的理论值。采用有限元ANSYS软件模拟油管变形过程,建立了三维有限元模型并进行了非线性静力学仿真分析。结果表明,油管受力过程中最易出现应力集中和裂纹的部位是水平对径和上下对径四个塑性铰处。     

考虑应力三轴度的循环塑性数值分析

应力三轴度为静水应力与Mises等效应力的比值。静水应力导致体积变化,Mises等效应力反应形状改变。应力三轴度作为描述应力状态的参数,同时反映了体积变化和形状改变。以往循环塑性的研究对应力状态的考虑非常少,本文利用有限元软件ABAQUS提供的Chaboche组合硬化模型进行数值加载模拟,材料选用工业纯铜(T2),利用袁确定材料参数的方法确定参数值,并和试验结果对比分析确定参数的合理性;然后对不同应力三维度下的体胞模型进行有限元计算,分析应力三轴度对循环塑性的影响,得到影响的具体结论。