聚氯乙烯膜材各向异性超弹性本构模型

为反映聚氯乙烯（PVC）膜材在拉剪耦合应力作用下呈现的大变形、非线性和各向异性等力学特性,基于纤维增强复合材料连续介质力学理论,将应变能解耦为经、纬向纤维束的拉伸变形能和两向纤维束间角度变化产生的剪切变形能,建立了各向异性超弹性本构模型。推导了适用于PVC膜材偏轴拉伸的本构模型表达式,给出了获取模型参数的具体方法,并通过堆载试验进行了验证分析。结果表明：该模型能够很好地预测PVC膜材偏轴拉伸应力-应变曲线,且较CECS 158:2015中建议模型的计算精度更高。     

PVC涂层织物膜材的非线性各向异性本构关系模型

基于各向异性弹塑性理论,通过等效应力和等效塑性应变反映材料固有的非线性性质,并结合三参数形式的弹塑性屈服函数,提出了1种适用于聚氯乙烯（PVC）涂层织物膜材的非线性各向异性本构模型.为确定本构模型中的待定参数,同时验证该本构模型的适用性,进行了7个偏轴角度（0°、5°、15°、45°、75°、85°和90°）的单轴拉伸试验,并将模型预测结果与试验结果进行对比.结果表明：该本构模型能够较为准确地反映PVC涂层织物膜材拉伸时的非线性应力应变关系,可用来预测PVC涂层织物膜材在拉剪应力共同作用下的力学行为.     

考虑应变率效应的黏弹性减震材料本构模型

黏弹性减震材料的力学性能直接影响黏弹性装置的减震效果,其力学行为除了具有典型的超弹性特征外,亦会表现出显著的黏弹特性。为了准确描述黏弹性减震材料复杂的力学行为,在已有超弹性力学模型的基础上,构造多项式形式的黏度方程对材料的应变率效应进行表达,建立了相应的材料黏性应变能函数,同时引入流体动力学补强理论以考虑填料的影响,通过理论推导,建立能够考虑应变率效应的黏弹性减震材料本构模型,进而在不同加载应变率下对黏弹性减震材料的应力-应变关系进行了一系列试验研究,并利用试验数据对所建模型的准确性与适用性进行对比验证。结果表明：应变率对黏弹性减震材料的力学性能具有显著的影响,考虑应变率效应和填料补强效应后模型的预测鲁棒性得到了较大的提高,所建模型可在较广的应变范围(0~300%)内对不同应变率下黏弹性减震材料的应力-应变行为进行较为准确的预测。     

大理岩卸荷条件下弹黏塑性本构关系研究

 利用TLW–2000型岩石三轴蠕变试验机对锦屏大理岩进行恒轴压分级卸围压应力路径下的三轴流变试验,得到轴压恒定、不同围压下的应力–应变–时间曲线。根据卸荷应力路径下锦屏大理岩的流变变形特点,以Cristescu本构模型为基础,通过试验结果确定模型参数,并在模型参数的确定过程中考虑卸荷应力路径的影响。所建模型克服了三维元件组合模型不能考虑应力路径影响以及不能很好反映侧向流变变形规律的缺点。最后,用该模型对流变试验数据进行拟合,结果表明：该模型可以很好地描述卸荷应力路径下大理岩的整体变形随时间的变化规律。     

软岩及混凝土材料损伤型黏弹性动态本构模型研究

 根据软岩及混凝土材料在动载下的应力–应变曲线特点,并结合损伤体与黏壶所具有的特性,建立一种适合软岩及混凝土材料的损伤型黏弹性动态本构模型方程。该模型的建立是以朱王唐模型为基础,采用损伤体代替朱王唐模型中的弹性元件对现有损伤型朱王唐模型进行改进而建立的一种损伤型黏弹性动态本构模型方程。为说明该模型方程的合理性,采用建立的本构模型方程对分离式霍普金森压杆(SHPB)实验系统下实测的应力–应变曲线进行拟和,拟和曲线和实测曲线具有很好一致性,因此,该模型可为软岩及混凝土材料的动态本构关系的进一步研究及其工程应用提供一定的参考。     

基于Flat-Joint接触模型的黏弹性动态本构开发及其参数影响分析

基于离散元方法将黏弹性本构关系引入到Flat-Joint模型中,推导出黏弹性的力–位移更新公式以及率相关黏结键断裂准则,使颗粒间接触力响应和黏结强度表现出率相关性,并通过C++语言生成供颗粒流程序(PFC^2D)调用的自定义本构子程序(DLL)。模拟不同应变率条件下的岩石类材料动态压缩过程,得到应力–应变曲线、断裂黏结键数量变化曲线和黏结键断裂时刻分布与应变率之间的关系,分析应变率提高对裂纹生成和分布的影响;同时分析各黏弹性参数对应力–应变曲线和泊松比等宏观参数以及试件变形和破坏特性的影响,可知E₁越大,主剪切裂纹越粗壮,E₂越小,剪切裂纹和弥散裂纹数量分布越多,而h₂参数对主剪切裂纹影响很小,但从主剪切裂纹延伸出的次级裂纹随h₂减小而增多。     

循环加卸载下煤的黏弹塑性蠕变本构关系研究

 基于岩石三轴循环加卸载蠕变试验,对试样的蠕变应变进行有效的黏弹塑性应变分离,根据试样的弹性蠕变特性和塑性蠕变特性分别建立相应的蠕变模型,继而得到岩石的黏弹塑性蠕变模型,该模型能较好地描述试样的衰减和稳态蠕变特性。为了能够较好地描述岩石加速蠕变特性,在塑性蠕变模型中引入损伤因素,建立相应的弹塑性损伤蠕变模型,对该模型参数进行敏感性分析,同时给出模型参数确定方法。所建模型黏弹塑性概念清晰,模型参数较少。对煤进行三轴循环加卸载蠕变试验,分析蠕变试验中煤样的弹塑性应变特性以及试样的稳态蠕变速率演化规律,用该黏弹塑性蠕变模型对煤样的三轴压缩蠕变试验结果进行拟合,结果表明,该模型能很好地描述循环加卸载路径下试样的弹塑性加载和弹性卸载蠕变特性。     

冻土的本构关系

对冻土的应力-应变特性进行了深入研究,在姚仰平等考虑温度的UH模型的基础上,提出考虑温度影响适用于冻土的UH模型。与原有考虑温度的UH模型相比,提出的新模型仅增加了1个抗拉强度参数,既能反映冻结黏土的前期固结压力随温度降低而升高的特性,又能反映冻结黏土随温度降低黏聚力提高的强度特性。新模型的温度适用范围为-1~-30℃,与已有的试验结果进行对比,结果显示,新模型能够较为合理地描述冻土的基本力学特性。     

软岩三维弹黏塑性本构模型

为了有效地描述软岩的软化特征,首先推导了以压为正统一强度理论表达式,该理论可以考虑材料拉压强度不等及中间主应力效应,适合岩土工程界以压为正的使用习惯以及岩土材料拉压强度不等的特性;其次推导了以压为正统一强度理论π平面的极限线;第三,基于推导的π平面的极限线,结合Yin-Graham模型,推导了软岩的三维统一弹黏塑性本构模型表达式。根据针对取自日本石川县能登半岛端部的硅藻质泥岩所进行的不同围压、不同加载速率条件下的应变控制式和应力控制式固结不排水三轴试验资料确定了模型参数,进行了弹黏塑性数值模拟分析。并与三轴试验结果进行了对比分析,结果表明:本文建立的软岩三维统一弹黏塑性软化本构模型的数值模拟结果与试验结果非常接近,可以很好地模拟软岩的应变软化特征。     

聚四氟乙烯处理的玻璃布制圆形屋顶建筑物膜材

太阳工业公司,在日本FRPCON-EX’97展览会上,对最近的膜结构建筑物及其设计作了介绍。 膜结构建筑物用的布材是合成纤维布或细玻璃布,用来制造大型化膜结构建筑物已成为可能,并在世界上普及。在日本也有建成永久性为目的膜结构     

基于非线弹性理论的混凝土Cauchy本构关系及其程序实现

钢筋混凝土是由钢和混凝土两种材料组合而成,混凝土本身又是由水泥、水及砂石骨料(有时还有其它外加剂)所组成,其成分极为复杂。在钢筋混凝土结构有限元分析中,必须考虑结构组成材料的力学性能,其中混凝土材料的本构关系的模型对钢筋混凝土结构的分析有着重大意义。为此,着重介绍混凝土材料基于非线弹性理论的Cauchy本构关系模型,以及其程序实现具体方法。     

岩石节理弹塑性本构关系

岩石节理弹塑性本构关系方理刚（冶金部长沙矿冶研究院，４１００１２）１前言节理作为岩体工程科学研究对象──岩体的组成部分，它的变形行为直接影响着岩体的变形行为。因此，对它的研究对于岩体工程科学的发展具有十分重要的意义。由于以计算机为基础的数值计算方法被...     

混凝土的三维本构关系

基于材料的各向同性理论，根据应力-应变增量关系，建立了一个混凝土的三维本构关系模型。采用了目前较为成熟的Ottosen的破坏准则，利用了Sargin的单轴应力-应变关系，并在三维增量非线性关系中引入等效单轴切线模量，所用的模型中的参数是根据前人的经验和实验来取定的，通过对混凝土的各向受拉，受压和拉压结合的分析表明，所建立的模型较为简单，实用。     

受侵蚀混凝土本构关系

混凝土腐蚀具有内外不均匀的特点,这使得真正意义上的受侵蚀混凝土本构关系一直都没有得到确定,为此提出了试验与数值模拟相结合的技术思路以解决上述问题.首先,利用Fick第二定律对硫酸钠腐蚀后砂浆和界面过渡区(ITZ)的细观本构关系分层修正,应用CT技术在细观层面模拟受侵蚀混凝土试件的应力-应变曲线;其次,利用力学试验结果,识别给出蚀强率参数;最后,对砂浆和ITZ的“腐蚀程度”进行全截面均匀化,通过数值模拟得到受侵蚀混凝土本构关系.基于此,提出了任一腐蚀介质质量分数下试件内任一位置处单元对应的受侵蚀混凝土本构关系的分析流程.     

石砌体的本构关系

本文介绍了单向受力的石砌体强度和变形试验成果,导出了平面应力状态下石砌体的应力和变形关系,为石砌体结构应用提供了理论依据.     

岩石节理弹塑性本构关系

岩石节理弹塑性本构关系方理刚（冶金部长沙矿冶研究院，４１００１２）１前言节理作为岩体工程科学研究对象──岩体的组成部分，它的变形行为直接影响着岩体的变形行为。因此，对它的研究对于岩体工程科学的发展具有十分重要的意义。由于以计算机为基础的数值计算方法被...     

砌体受压本构关系模型

通过一个细观模型,从细观层次上分析了砌体在单调受压荷载作用下的损伤破坏机制,解释砌体受压应力-应变关系的非线性和应变软化,根据单元体平衡条件,建立了砌体单调轴心受压时的损伤本构关系模型,基于细观单元体强度分布特征确定损伤演化,利用应力-应变曲线特征条件和标准试件强度值确定模型参数,分析得出应力-应变关系仅与砌体的峰值点割线弹性模量与原点切线弹性模量有关,该式能反映砌体受压试验所表现的特征,与已有受压结果吻合良好。     

堆石料流变的黏弹塑性本构模型研究

堆石坝流变变形主要是堆石料在环境因素作用下的劣化和高接触应力下的颗粒破碎重排引起的。在等向压缩方程中引入反映堆石料颗粒强度的固相硬度参数,选用双曲线型式的固相硬度衰减模型,以反映堆石料颗粒强度随时间劣化的特性;在分析堆石料流变试验结果的基础上,建立了流变变形的双曲线型流动准则;推导了流变变形的计算公式,并构建了流变模量表达式,从而建立了一个可统一考虑加载与流变过程的堆石料黏弹塑性本构模型。通过模拟两种典型堆石料的流变试验资料验证了模型的有效性。     

黏塑流变本构模型力学参数辨识研究

伴随着各种复杂地质条件,大型地下洞室围岩流变特性与其长期稳定性密切相关,流变本构模型是认识围岩流变力学特性非常重要的一个方面。流变本构模型力学参数是流变本构模型准确应用的一个首要条件。本文主要开展了三个方面的工作:(1)研究推导了岩体黏塑流变本构模型,对其力学参数进行了理论分析;(2)对砂岩进行了不同围压下瞬时三轴压缩试验和三轴流变压缩试验,得到了砂岩相关试验数据,其可以较好的反映砂岩的瞬时力学特性和流变力学特性;(3)基于不同围压下瞬时三轴压缩试验和三轴流变压缩试验,结合改进粒子群优化算法,对流变本构模型的力学参数进行了拟合优化,得到了不同围压下整体流变力学参数。与试验数据对比发现,拟合得到的流变模型力学参数可以较好的反映岩体的流变力学特性,可以为流变本构模型实际应用提供参考。     

原状黄土的非线性弹性损伤本构模型

随着黄土地区工程的逐渐增多,对黄土力学本构关系的研究十分必要.通过原状黄土的三轴压缩变形试验,研究应力-应变和应变-体变曲线的变化特征,初步分析原状黄土的损伤机制,在此基础上建立了能描述原状黄土变形特性的本构关系,并通过试验验证了其合理性.