拉伸载荷下准脆性材料微裂纹损伤宏细观损伤变量关系

http://www.***.*** -1- 中国科技论文在线 基于abaqus的耐火材料细观损伤本构模 型的开发与实现# 陈瑶，王志刚，刘昌明** 基金项目：博士点基金（20114219110003） 作者简介：陈瑶，（1988-），男，硕士研究生。主要从事结构设计与仿真和软件的二次开发。 通信联系人：王志刚，（1973-），男，博士，教授，博士生导师。主要从事细观力学在耐火材料设计中的 应用、金属与非金属复合结构热机械行为研究、机械设备故障诊断、结构强度分析与计算机仿真等方面的 研究。e-mail:wzgwy@126.com （武汉科技大学机械自动化学院，武汉430081）5 摘要：针对耐火材料复杂的非线性力学行为及其损伤机理，在细观力学基础上提出了基于界 面相模型的耐火材料细观损伤力学模型，利用abaqus软件的二次开发平台

在对沥青路面心样进行轴向压缩疲劳试验时,结合ct扫描技术拍摄了不同疲劳阶段下沥青混凝土的细观结构图像,利用细观力学及断裂力学方法建立了一细观模型,运用有限元程序对试件的宏观裂纹形成这一复杂过程进行了模拟。结果表明,该模型能有效模拟材料的损伤演化过程,在有限的实验研究基础上,运用细观力学方法数值模拟沥青混凝土的力学性能是可行的,以弥补试验的不足。

利用基于岩石矿物种类及其含量提出的岩石矿物细胞元随机性参数赋值方法,针对两矿物细胞元混合的非均质岩石模型进行参数赋值,通过数值试验研究了非均质岩石材料矿物细胞元含量及其力学参数对岩石宏观力学参数的影响;根据数值试验结果,探讨了岩石材料矿物细胞元弹性模量与宏观模量之间的函数关系。研究结果表明,岩石宏观弹性模量与矿物细胞元弹性模量、矿物细胞元含量都具有十分显著的线性相关关系,即基于岩石矿物种类及其含量的矿物细胞元随机性参数赋值方法建立的岩石有限元模型宏细观力学参数之间呈显著的线性关系;宏观力学参数可用细观力学参数的数学期望值即加权平均值来表示。

钢纤维增强混凝土拉伸损伤本构特性

现有缺陷管道剩余强度评估方法,大多将塑性极限分析理论中的塑性极限载荷作为管道塑性失效的控制载荷,而塑性极限载荷是基于弹性-理想塑性材料而言的,用来表达管道的极限承载载荷时容易引起不必要的概念混乱。引入了弹塑性稳定理论中的塑性拉伸失稳载荷以表述韧性管道材料的极限承载载荷,并将对应的管道失效压力称为塑性拉伸失稳压力。基于塑性拉伸失稳理论,运用大应变弹塑性有限元分析方法求解带凹坑缺陷管段的拉伸失稳载荷。结果表明,计算所得塑性拉伸失稳压力与实验所测管道失效压力十分接近,可以用来描述管道的塑性失效压力。

在遭遇碰撞搁浅事故时,船体往往会受到面内载荷的作用而发生损伤变形,影响船体结构的安全性,因此加筋强桁材在船体结构中具有广泛的应用.以垂直加筋强桁材结构为研究对象,通过开展准静态冲压试验及相应的数值模拟,分析强桁材结构在面内冲压载荷作用下的变形机理,并基于试验与模拟所观察到的结构变形特点,提出强桁材面内受压时的变形模式.以此为基础,运用塑性力学理论,推导出结构变形能、瞬时结构变形抗力及平均结构变形抗力的解析计算公式,并将计算结果与试验结果进行比较验证.研究得到的结构面内受压变形能和抗力解析计算公式,可以快速评估事故载荷下结构的响应情况,对船体耐撞结构设计及抗撞性能评估具有一定的指导意义.

液压装置轴向拉伸螺栓,螺栓在恢复自由变形时将冲击螺栓连接件,此时很难定量计算最终的螺栓预紧力,目前工程上一般采用实验数据给出液压拉伸油压与最终螺栓预紧力的关系图.鉴于此,在材料力学中杆件的伸长量变形公式基础上,理论计算出绝对螺栓预紧力,同时结合蒸汽发生器螺栓测量的大量螺栓拉伸数据,利用离散数据的最小二乘法拟合工具,得到绝对螺栓预紧力与残余螺栓预紧力的函数关系式,为后续液压拉伸工具的设计提供一定的指导.

通过室温下的仪器化冲击试验和静态拉伸试验,研究一种低屈服比高强度钢板在冲击载荷下的力学性能和断裂机理。结果表明：试验钢的组织由细小岛状马氏体与针状铁素体为主构成,马氏体体积分数为27．6%。与静态拉伸性能相比,在名义应变速率为100s~(-1)的冲击载荷作用下,试验用钢屈服强度提高31．6%,延伸率不降低。在静态和动态载荷下,该钢均以显微空洞长大聚集的方式发生韧性断裂,但显微空洞的形核和长大方式不同。在静态载荷下,显微空洞形核于颈缩区的铁素体晶粒内部或铁素体-马氏体两相界面处,空洞主要通过两相界面的脱开而形成长大；在动态载荷下,显微空洞主要形核于颈缩区的两相界面处,空洞主要通过马氏体粒子的开裂而形成长大。

用数字图像相关技术进行红砂岩细观裂纹损伤特性研究——通过对红砂岩试样应变响应和表面裂纹图像的同步观测试验，以及试样表面细观裂纹萌生、扩展图像信息的采集和量化方法的研究。提出了用数字图像相关技术处理不同含水状态下红砂岩试样动态变形过程中的灰度...

研究了带环状预裂纹的奥氏体不锈钢圆棒试样在循环扭转／拉伸复合载荷下,门槛值附近的疲劳裂纹扩展行为,分析了复合加载时不同载荷比对裂纹扩展的影响,对裂纹扩展的初始阶段进行了详细研究,用应力强度因子表征了裂纹扩展开始的门槛值,提出了椭圆方程表达的疲劳裂纹扩展开始的门槛值模型,该方程可在裂纹尖端位移准则的基础上导出,疲劳裂纹扩展停止的门槛值条件也可用椭圆方程表达。

灰岩细观结构的化学损伤效应及化学损伤定量化研究方法探讨——化学腐蚀下岩石细观结构的改变是引起岩石力学性质变化的根本原因，因此，对细观结构的化学损伤效应及其定量化的研究具有重要意义。通过化学腐蚀下岩石细观结构的变化，分析研究了化学溶液对岩石细观...

http://www.***.*** -1- 中国科技论文在线 基于abaqus的耐火材料细观损伤本构模 型的开发与实现# 陈瑶，王志刚，刘昌明** 基金项目：博士点基金（20114219110003） 作者简介：陈瑶，（1988-），男，硕士研究生。主要从事结构设计与仿真和软件的二次开发。 通信联系人：王志刚，（1973-），男，博士，教授，博士生导师。主要从事细观力学在耐火材料设计中的 应用、金属与非金属复合结构热机械行为研究、机械设备故障诊断、结构强度分析与计算机仿真等方面的 研究。e-mail:wzgwy@126.com （武汉科技大学机械自动化学院，武汉430081）5 摘要：针对耐火材料复杂的非线性力学行为及其损伤机理，在细观力学基础上提出了基于界 面相模型的耐火材料细观损伤力学模型，利用abaqus软件的二次开发平台

对纤维体积掺量和长径比〉80的钢纤维砼进行了细观力学分析,实验与分析结果表明;钢纤维的物理性质,几何参数分布及与砼基体之间的界面粘结状态对钢纤维砼的宏观拉伸行为有着重要的影响,由此导得的抗拉比例极限公式与试验结果吻合良好。

讨论了非局部损伤力学方法在混凝土杆件拉伸非线性分析中的应用。基于数值结果,分析了局部损伤力学方法在模拟应变软化材料的缺点,发现杆件应变出现跳跃现象,结构反应依赖于单元网格。引入非局部应变概念,讨论了非局部损伤模型,通过与试验结果比较验证了该模型的有效性,并消除了结构反应对单元网格的依赖性。定量评价了内部材料长度对杆端力-位移关系和杆件应变的影响,结果表明内部材料长度是影响结构非线性反应的重要参数。

冻土三轴剪切过程中细观损伤演化ct动态试验——对冻结粉质粘土在三轴剪切过程中的结构损伤进行了ct技术动态测试。通过对ct图像及ct数的分析发现：在受载之前冻土结构已经存在孔隙、管状孔隙和低密度区等初始缺陷；变形过程中冻土结构的弹性损伤只占总损伤的比例...

混凝土压缩损伤横向效应的细观力学研究——对二维平面应力问题，求出了扭折裂纹的应变能释放率，根据能量耗散等效假设建立了宏观损伤变量d1、d2。与细观损伤变量微裂纹密度的关系，运用细观力学方法定量地计算了压缩损伤的横向效应系数，计算结果与参考文献的...

拉伸包装

不锈钢应变过程中电化学噪声的特征:Ⅰ.恒载荷拉伸条件…

把能够体现岩体在冲击载荷作用下的响应特点及损伤演化的各向异性特征的损伤模型嵌入到有限元软件中,模拟了含有预制裂纹的水泥砂浆试块在爆炸载荷作用下的损伤特征。模拟结果表明,在爆炸近区产生一个损伤“重灾区”,并可根据模拟结果确定“重灾区”及爆炸损伤的范围,模拟结果与试验结果基本一致。模拟方法可以为岩土工程中经历过爆炸损伤岩体的稳定性研究提供理论依据。

根据抗震钢结构焊接接头在地震循环载荷作用下的累积损伤模型,采用大型有限元软件ansys,对建筑钢结构中比较常见的q235h型梁柱焊接接头和"狗骨式"焊接接头,在模拟地震循环载荷作用下进行了弹塑性有限元分析(fea).以损伤指数作为焊接节点在地震作用下损伤程度的衡量指标,计算了不同形式的焊接节点在模拟地震循环载荷作用下的损伤指数.结果表明,在循环载荷作用下,"狗骨式"焊接接头的损伤程度低于普通焊接接头.

对mdyb-3航空有机玻璃开展了常温蠕变实验,研究了在蠕变载荷作用下有机玻璃银纹萌生、扩展及蠕变失效过程,发现了有机玻璃银纹沿垂直于载荷方向呈现稀疏稠密交替分布的特征。基于实验数据和图像处理与分析,提出了银纹萌生的应力-时间准则,量化了随着应力水平提高,银纹萌生时间的非线性缩短;通过研究银纹损伤密度变化,运用双曲线函数进行非线性拟合,建立了mdyb-3有机玻璃蠕变载荷下银纹损伤随时间和应力的演化规律。

在电力金具设计和机械载荷试验中，对机械损伤载荷有明确的定义和试验要求，但其量化指标又比较模糊。往往会出现对破坏载荷载荷从设计到试验都有明确的要求，而反应产品最大塑性变形承载能力的机械损伤载荷却不明确。这样就造成对该产品机械性能验证的不完整。