用双剪应力屈服准则计算壳体的极限载荷

本文导出轴对称壳体的双剪应力屈服准则下的屈服条件，并求出某些特殊荷载下的圆锥壳和圆柱壳的极限载荷。     

基于Mises屈服准则和I1断裂准则的焊接接头力学特性分析

在全面考虑焊接残余应力、加载应力和氢致应力的情况下推导了Mises等效应力σ和应力第一不变量I₁的一般表达式;理论分析了残余应力和氢致应力对屈服行为的影响,推导了单向应力状态下的表观屈服应力[σ_s]的表达式;理论分析了残余应力和氢致应力对断裂行为的影响,推导了单向应力状态下的表观断裂应力[I_<i>b]的表达式和表观屈服时的应力第一不变量特征值[Is₁]的表达式。      

用双剪屈服准则解刚塑性体轴对称平面应力问题

本文应用双剪屈服准则，用特征线法求解了刚塑性体轴对称平面应力问题，给出薄圆环在内孔壁受压扩孔的算例，结果表明，计算过程比应用Ｍｉｓｅｓ屈服准则简便，计算结果有较好的精度。     

基于双剪统一屈服准则的混凝土矩形板极限荷载的研究

采用双剪统一强度理论（俞茂宏,1991）求出了矩形板的塑性极限荷载的统一解,得出了不同参数b值对极限荷载的影响曲线,从而得出了一系列从Tresca的单剪屈服准则解到双剪应力屈服准则（俞茂宏,1961）的矩形板极限荷载。文献中己有的Tresca解为本文的一个特例。将其用于混凝土矩形板的极限荷载计算,得出了满意的结果。双剪统一强度理论可以给出更符合于各种不同材料特性的合理解。     

两模态的广义协调等参元

本文于广义协调条件，对四边形单元构造出两模态广义协调等参元。相对其它类似等参元，该种单元的导出考虑了线性剪应力状态下的广义协调条件，非协调模式结构紧凑、模态精简且不易出现奇异性。该等参元对任意线性四边形网格均可通过分片检验，当单元为平行四边形时退化为ＷｉｌｓｏｎＱ６元。算例表明，该种单元数值精度可靠。对不规则部分能保持良好性态。     

屈服准则用于高强度热轧钢板的适用性分析

为确定适合描述高强度热轧钢板变形行为的屈服准则,采用Hollomon流动应力方程和三种屈服准则对几类高强度热轧钢板在不同应变路径下达到成形极限的成形过程进行了模拟.比较了Barlat(1989)、Hill(1948)、Barlat六参数3种屈服准则,对热轧酸洗板QStE340TM、SAPH370和热轧镀锌板ZStE260P在单向拉伸、平面应变和双向等拉3种应变路径下的变形过程进行了比较.结果表明,Barlat(1989)屈服准则能较好地描述单元的变形行为,且在平面应变路径下的模拟结果最符合实验结果.     

金属玻璃切削加载的形变屈服准则与实验验证

以金属玻璃切削过程中的屈服形变为研究对象,引入源于岩土领域的M-C屈服准则来解决传统Treaca准则及Mises准则不能反映金属玻璃的应力敏感性问题。另外鉴于金属玻璃的温度敏感特性以及切削加工时较高的切削温升,将经过温度修正的改进型M-C屈服准则应用于金属玻璃的切削模型之中。切削力实验表明,基于传统屈服准则、不含温度项的M-C屈服准则以及经过温度修正的M-C屈服准则所建立的切削力模型中,后者的解析解与切削力实测值相比误差最小(平均误差8.92%),说明经过温度修正的M-C屈服准则可以较好地反映金属玻璃切削加载的切削力及材料形变过程,为后续金属玻璃切削机理的深入研究奠定了理论基础。     

等周长屈服准则求解三维锻压力

目的 获得三维锻压力的解析解。方法 用线性的等周长屈服准则对三维锻压过程进行了力学分析,先建立了一个考虑变形外端影响的运动许可速度场,再利用等周长屈服准则对该速度场进行分析,依次求出了内部变形功率、剪切功率、摩擦功率以及总功率。最终,根据上界定理,导出了锻压力的解析解。同时,为验证解析解的正确性,将其理论值与相应的纯铅压缩试验结果进行了比较。结果 对比表明,计算出的理论锻压力比实测值高,但二者的相对误差小于15%。结论 基于EP屈服准则和所提出的速度场得到的理论锻压力是可行的。     

钢筋混凝土拱承载力分析的齐次广义屈服函数

为了解决弹性模量调整法应用于钢筋混凝土(RC)结构的难题,建立了矩形截面RC偏压构件的通用齐次广义屈服函数。充分考虑RC偏压构件的破坏机理,并利用二次函数建立了矩形截面RC构件的分段光滑压弯承载力相关方程。通过回归分析建立分区表达的截面特征函数,以综合考虑钢筋混凝土偏压构件的截面几何和材料性能对承载力的影响,在此基础上采用分数指数幂的一阶多项式建立矩形截面RC偏压构件的齐次广义屈服函数。利用单元承载比定义高承载单元的自适应识别准则,通过有策略地缩减高承载单元的弹性模量模拟RC拱结构高应力区域的刚度退化,并根据线弹性迭代分析确定RC拱的极限承载力,据此提出了RC结构承载力分析的弹性模量缩减法。通过与模型试验及增量非线性有限元法对比分析,验证了该文方法具有较高的计算精度与计算效率。     

广义合成偏应力椭球模型

本文从应力椭球的概念出发,建立了反映岩土类材料屈服与破坏的广义合成偏应力椭球屈服准则,该准则不仅反映了偏斜应力和静水应力对材料的屈服与破坏的贡献,而且反映了岩土类材料的屈服与破坏与静水应力呈非线性的关系以及静压屈服的特性。将该模型应用于混凝土,其结果与公开发表的文献和实验数据取得了很好的一致性。     

基于非线性强度准则的土工结构安全系数有限元计算

将幂律型广义非线性强度准则应用到土工结构安全系数计算中,令土体强度逐渐降低,直至结构破坏,得到最终的安全系数,并开发了基于幂律型广义非线性强度准则的有限元强度折减法程序。该方法不需事先假设滑裂面,计算方便可靠,能适用于各种复杂地质条件。作为算例,该文分别采用线性和非线性两套指标计算了一常见高土石坝和一机场高填方边坡的安全系数。在线性指标下该文方法与PLAXIS内置有限元强度折减法计算结果一致,相对非线性指标,线性指标计算的滑裂面偏浅,计算的安全系数大小随线性参数的确定方法不同而不同。建议使用非线性强度指标计算高围压下土工结构的安全系数。     

U肋加劲板焊接残余应力数值模拟分析

通过数值模拟和实验方法对U 肋加劲板焊接残余应力进行了估算和分析,建立了三维热弹塑性有限元模型,采用生死单元法模拟焊缝填充和焊接热输入过程,实现了整个焊接过程中的动态应力和变形变化,得到了U肋加劲板的焊接温度场和应力场,分析了U 肋加劲板的焊接残余应力分布,并与残余应力测试试验结果比较.结果显示:U 肋加劲板近焊缝区残余拉应力达到材料屈服强度,母板远离焊缝区残余压应力平均值约为材料屈服强度的0.2 倍,其分布趋势与实验测试得到的残余应力分布比较接近,证明了所采用的焊接数值模拟方法的正确性.     

基于韧性准则的金属板料冲压成形断裂模拟

该文基于Rice-Tracey韧性失效准则,探索金属板料冲压成形的断裂数值模拟方法。首先设计两种试验,并结合有限元分析结果确定双相钢板料的材料失效参数;然后,基于Abaqus软件的显式模块Explicit,编写采用Rice-Tracey韧性失效准则的用户自定义材料子程序VUMAT;最后对双相钢薄板深拉成形过程中的断裂行为进行数值模拟,并进行了试验验证。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好。可见,Rice-Tracey韧性准则可用于金属板料冲压成形的断裂预测。     

油气输送管典型应力状态下的屈服行为研究

准确计算油气输送管的实际屈服强度对合理确定输送压力有重要影响。该文分析了4种应力状态下对屈服强度有明显影响的钢管轴向应力,发现管材横向小试样试验时,轴向应力为零,工厂静水压试验时,轴向应力小于零,裸露钢管静水压试验时,轴向应力为环向应力的一半,埋地服役状态时,轴向应力为0.3倍环向应力。并从理论和试验两方面分析了实物钢管屈服强度与管材小试样屈服强度的差别。理论计算表明,4种应力状态下,屈服时vonMises理论计算的钢管环向应力值大于或等于Tresca理论计算值,其中裸露钢管受内压状态下,vonMises理论计算的管道屈服环向应力为1.15倍管材屈服强度,Tresca理论计算值为1.0倍,6根钢管爆破试验及小试样拉伸试验表明,该值为1.18倍。vonMises理论比Tresca理论更适合油气输送管的屈服计算。     

在复杂应力状态下厚壁圆筒的极限分析

应用双剪统一强度理论,考虑材料的拉压异性和同性,推导了在内压力和轴力联合作用下的厚壁圆筒的塑性极限载荷计算公式,并且绘制了其极限载荷线图。在这些计算公式中,当其系数取不同的值时,就能得到按Tresca屈服准则、线性逼近的Mises屈服准则和双剪应力屈服准则的计算结果。应用其极限载荷线图,根据其承受的载荷大小,就能判断厚壁圆筒是否达到了屈服极限状态。绘制了在不同屈服准则下的极限载荷线图,以便对其差异进行比较。     

高强度钢加劲板焊接残余应力测试及分析

为研究高强度钢的板肋加劲板焊接残余应力分布特点,该文利用切割法对板肋加劲板试件进行了应力测试研究,建立了三维实体热弹塑性有限元模型,采用单元生死和动态约束技术模拟焊缝填充和焊接热输入过程,对比分析了高强度钢和普通钢的应力分布特点,比较研究了母板厚度、肋板厚度、肋板间距和高度对焊接残余应力的影响。研究结果表明:板肋加劲板T型接头角焊缝的焊接顺序与残余应力的分布不相关;高强度钢非焊接区域残余压应力小于普通钢;板件厚度和肋板高度是影响高强度钢的板肋加劲板焊接残余应力的主要因素。     

曲面积分求解椭圆模轴对称拔制

对模面曲线为椭圆的拔制圆棒问题设定了运动许可速度场，对该场以曲面积分确定了摩擦功率；以双剪应力屈服准则和变上限积分确定变形功率并得到拔制力的上界解析解。     

分级屈服型金属阻尼器抗震性能研究

提出一种由两个不同尺寸的环形金属阻尼器套在一起形成的分级屈服型金属阻尼器。采用低周往复加载试验对其抗震性能进行了全面研究,揭示该阻尼器的分阶段屈服耗能机理与破坏机制,研究其滞回耗能性能、强度和刚度退化性能以及抗疲劳性能。试验结果表明,该阻尼器不仅有效实现分级屈服耗能,而且变形能力强、滞回环饱满稳定、抗疲劳性能优良。通过参数化有限元分析回归得到环形金属阻尼器的初始刚度修正系数,并提出计算分级屈服型阻尼器三折线骨架曲线性能点的计算公式,通过该计算公式获得的骨架曲线与试验结果吻合较好。同时,也可由阻尼器的性能需求确定其几何尺寸。该文的研究成果初步为该新型分级屈服型金属阻尼器在工程中的应用奠定了基础。     

连续—非连续结构应力分析现状与进展

对工程结构应力分析中采用的连续介质模型、非连续介质模型、连续——非连续介质力学模型作了系统介绍。三种模型物理数值模拟的各种理论及数值方法,代表了当今结构应力分析的主流及发展方向。随着工程建设中高、大、精、新结构的出现,表明这个古老而又崭新的命题仍有无限广泛的发展前景。从七个方面论述了它的现状及发展特征:从过时观到现代新观念;从连续到非连续;从精确到数值近似;从有限元到无单元;从单一到统一;从标量无网格到复变量无网格;从独立到耦合,全面介绍了其内容和方法。