挤压AZ31镁合金高温单轴棘轮行为实验研究

对挤压态的AZ31镁合金在高温进行拉伸、压缩、应变循环和应力循环实验研究,旨在揭示镁合金各向异性的高温棘轮行为演化规律和变形机制。实验结果表明,镁合金表现出显著的拉-压不对称性和循环软化特性。镁合金的高温棘轮行为受平均应力和应力幅值的控制,棘轮效应随平均应力和应力幅值的增加而增强;镁合金在循环变形过程中存在位错滑移、孪生和解孪3种不同的塑性变形机制,导致镁合金的高温棘轮行为在不同的加载工况下表现出不同的演化特征。     

冻土单轴动态加载下的应力应变关系

研究冻土在冲击加载下的动态力学行为对寒区的工程建设、交通运输等都有着重大的意义。该研究在粘弹性模型的基础上,考虑了损伤和温度的影响,建立了能够合理描述冻土在单轴冲击荷载作用下的应力-应变行为的本构模型。并进行了冻土霍普金森压杆冲击动态实验,对比实验曲线和所建立的本构模型曲线,发现拟合良好,具有一定的工程应用价值。     

聚碳酸酯非比例多轴棘轮行为的实验研究

在室温下,对聚碳酸酯进行了一系列非比例加载路径下的循环变形实验。首先讨论了不同非比例路径对聚碳酸酯多轴棘轮行为的影响,其次讨论了轴向平均应力和应力幅值及其历史的影响。实验结果表明:聚碳酸酯在不同非比例路径下均产生了明显的棘轮行为,且棘轮变形的大小明显依赖于加载路径的形状;非比例多轴棘轮行为明显地依赖于轴向平均应力和应力幅值的大小及其历史。     

保持时间对镍钛形状记忆合金单轴循环相变的影响

对镍钛形状记忆合金在不同保持时间下的循环变形行为进行了实验研究。结果表明:循环加载下,峰值和谷值载荷保持会促进材料持续发生相变和逆相变,峰值保持时间越长,峰值应变越大,耗散能越大;峰值保持时间对残余应变的演化影响不大;进而有谷值保持时间比没有谷值保持时间的峰值应变、残余应变和耗散能都大。发生在保持时间内的相变应变随循环周次的增加逐渐减小,随保持时间的增加而增加。当加载的峰值应力接近相变结束应力时,保持时间的增加对马氏体相变的促进作用相对微弱。     

Deformation Behavior Modeling of SMAs Under Cyclic Loading Based on Rational Interpolation北大核心CSCD

提出了一个有限弹塑性模型,用来模拟形状记忆合金(shape memory alloys,SMAs)在循环荷载下的变形行为.首先,通过分析上下屈服阶段形函数的特点,利用有理插值方法给出循环荷载下的应力-应变形函数显式表达,可以精确匹配任意形状的实验数据;其次,基于对数客观率,构建了有限弹塑性J2流模型,耦合了屈服中心的移动和屈服面的增大;再次,从单轴情况出发,推导得到了单个循环下的三个硬化函数显式表达,再引入局部因子和多轴扩展不变量,构造了光滑统一且多轴有效的硬化函数;最后,将模型得到的结果与经典实验结果比较,证明了新方法的有效性.该文创新点如下:第一,通过改进传统的背应力演化方程,使得新模型产生强烈的Bauschinger效应,从而使新方法具备模拟SMAs特殊变形行为的能力;第二,新的光滑统一硬化函数在单个循环下会自动退化,得到精确符合实验数据的结果;第三,利用本构方程推导得到有效塑性功演化规律,而有理插值得到的形函数中包含依赖有效塑性功的参数,给出这些参数方程以后使得模型具备了预测变形的能力.     

剪切变形下非晶态高聚物的力学行为

基于非平衡态热力学理论，提出了一个适用于不可压材料的新的热粘弹性本构模型．该模型将橡胶弹性理论中的非高斯分子网络模型推广到计及粘性和热效应的情形．通过引入一组二阶张量形式的内变量，建议了一个新的Helmholtz自由能表达式，从而可以用来合理描述内变量的演化规律．根据以上模型，重点研究了热粘弹性材料在简单剪切变形下的力学行为，考察了由于分子链取向分布的变化而产生的“粘性耗散诱导”各向异性，讨论了应变率效应和由于粘性耗散而导致的热软化效应对剪应力的影响．理论预测结果与G’Sell等人的实验数据的定性比较表明了新的本构模型的有效性。     

Ti-6242S钛合金高温循环粘塑性行为有限元模拟

采用ANSYS提供的粘塑性流动准则下的双线性各向同性硬化本构模型,考虑材料参数的温度相关性,通过单个单元有限模型对4种温度下施加相同平均应力和不同应力幅值的应力循环工况进行有限元模拟。实验与模拟结果的对比表明,该模型能够较好的地模拟高温450℃以下Ti-6242S钛合金粘塑性变形的循环累积。此外,由于该模型没有考虑循环过程中背应力的演化,对滞回环的预测不够理想,且过高预测了520℃下的粘塑性累积变形。     

高温合金GH4169的失效特性及失效模型研究

对GH4169高温合金开展了不同应力三轴度（-0.33~0.33）、不同应变率（0.001~5 000 s-1）、不同温度（293~1 073 K）条件下的材料性能试验.基于Johnson-Cook失效模型的框架,研究了Johnson-Cook(JC)失效模型及已有文献提出的修改形式中应力三轴度项拟合结果的不确定性及应变率对失效应变的线性关系描述局限性问题,通过提出的特定参数确定方法与耦合应力三轴度的应变率效应指数函数,建立了一种唯象修正的失效模型.基于GH4169高温合金的试验结果,标定了修正的失效模型与JC模型中各个参数.结果表明:在不同应力三轴度下,GH4169的失效应变表现出不同的应变率效应;与传统的JC模型相比,修正的失效模型更能够较好地描述GH4169的失效行为;同时能够保证失效应变的非负性.     

一种镍基单晶超合金高温低周疲劳的晶体取向相关性模型

在950℃t对[001]、[012]、[112]、[011]和[114]晶体取向的镍基单晶超合金DD3试样进行了对称循环低周疲劳(ICF)试验。应变率取1.0×10-2,1.33×10-3,0.33×10-3s-1.试验结果表明,LCF特性显着地取决于晶体取向和应变率。试样断口细观分析表明,除了[001]取向试样外,其余所有试样断口上均有明显的等间距疲劳纹。这些疲劳纹由微裂纹组成,其间距取决于试样的晶体取向和总应变范围。基于晶体滑移理论,建立了疲劳纹间距和总分切应变范围及取向和应变率函数的一个简单关系。对Lall-Chin-Pope(LCP)模型进行修正并推广应用于循环塑性和疲劳寿命研究,提出了一个晶体取向和应变率参数,该参数可以很好地描述镍基单晶超合金高温低周疲劳循环塑性和疲劳寿命的晶体取向和应变率相关性。     

高温合金GH4133B动态本构模型与失效模型研究

根据典型航空发动机机匣常用高温合金GH4133B在不同温度(298~1 073 K)、不同应变率(10~(-1)~5×10~3s~(-1))下的力学性能试验结果,结合机匣包容性分析用的J-C(Johnson-Cook)本构模型在实际应用中本身存在的不足,提出了一种更为准确地描述GH4133B合金力学行为的修正J-C本构模型(modified J-C model,MJC model),同时结合GH4133B在不同温度、不同应力三轴度的破坏行为,建立了基于J-C时效判据的一个经验型的失效模型.通过模型预测结果与试验结果对比,发现所建立的本构模型和失效模型能很好地预测GH4133B塑性流动应力及破坏行为.     

Prediction of Concrete Meso-Model Stress-Strain Curves Based on GoogLeNet北大核心CSCD

非均质复合材料的宏观力学性能往往取决于细观组分的分布方式和力学性能，但是建立明确的关系表达式极其困难。为了应对这一挑战，以混凝土为研究对象，提出了一种基于深度学习的策略，能够高效、准确地通过细观模型图像信息获取应力-应变曲线。首先，使用基于卷积神经网络（convolutional neural network，CNN）的GoogLeNet模型进行图像信息识别和提取，并针对应力-应变曲线的复杂性特点，进行了数据预处理操作，并且设计了相应的多任务损失函数。数据集中的细观模型图像采用基于Monte-Carlo的随机骨料模型生成，并且使用数值模拟试验获取对应细观模型的单轴压缩应力-应变曲线。最后，通过对神经网络的训练和测试评估了所提出方法的可行性。结果表明，GoogLeNet模型训练效率和预测精度均优于AlexNet和ResNet模型，具有良好的泛化能力和鲁棒性。     

基于参与主体异质性条件下囚徒困境合作演化博弈模型研究

利用演化博弈理论,对参与主体异质性条件下的囚徒困境模型进行了探讨,求出了满足不同条件下的演化稳定策略,并对种群中个体异质性对演化稳定策略的影响进行了分析,得出种群中选择相同策略的个体异质性差异越大,参与个体选择合作行为作为演化稳定策略的可能性就越大.极端地,当个体的异质性趋向于无穷大时,合作成为唯一的演化稳定占优策略,为现实大多数合作系统中能保持长期的一种合作稳定状态提供了合理地解释.     

一种考虑聚醚醚酮（PEEK）不同力学状态的本构模型

聚醚醚酮（简称PEEK）以其优良的性能而广泛应用于高端机械、 核工程和航空等科技领域.为了描述其在应变、应变率和温度3种因素作用下的力学行为,依据PEEK在不同温度下呈现的3种力学状态,在著名的JC(Johnson Cook)本构模型的基础上,提出了针对高分子不同力学状态的分段JC本构模型.与传统JC模型及文献中改进JC模型相比,提出的分段JC模型能够更精确地表征PEEK在中高温下的力学行为,为PEEK在复合材料中的应用和分析奠定了理论基础.     

知识创造行为与组织惯例的演化博弈及其仿真研究

以演化博弈模型为主要理论工具,在对知识创造行为与组织惯例关系予以描述的基础上,构建知识创造行为与组织惯例的演化博弈模型。通过求解复制动态方程,分析不同条件下知识创造行为与组织惯例分别达到演化稳定均衡的策略。研究结果表明:知识创造行为与组织惯例的匹配属于动态、重复博弈过程,参与博弈的预期收益、激励成本、转换成本直接决定演化稳定策略且影响个体对知识创造行为与组织惯例的选择,知识创造行为则倾向以承袭为主的保守策略。演化博弈方法的引入为知识创造行为和组织惯例的研究开辟了全新视角,也为相关领域的进一步探索提供有利的理论支持。     

置换合金中出现锯齿屈服现象的临界条件的模型

本文同时考虑了置换合金中的位错的整体行为和溶质原子与位错之间的交互作用,提出了一个描述合金中的锯齿屈服现象(即PL效应)的模型,根据这一模型,锯齿屈服出现在一定的应变速度-温度范围之内,在一定条件下,应变量超过一定值,锯齿屈服现象即消失,此模型已为工业用Cu-32wt％Zn合金的拉伸试验及应变速度突变试验所证实:模型所预示的温度和应变速度对锯齿波出现和消失的临界应变量的影响与实验结果吻合得很好。     

震后大型商场人群疏散演化博弈分析

地震发生后,为了减少地震带来的损失,大型商场人群需要及时进行疏散.主要对商场中疏散出口位置上的疏散行为进行研究.首先分析了地震后商场人群的疏散场景;然后从疏散心理效用角度构建了疏散行为模型,并基于演化博弈分析人群疏散行为演化情况,结果表明,自组织情况下,商场人群不能向有序疏散演化;而通过商场工作人员引导疏散,修正模型,其引导力度决定着疏散演化的结果;最后,通过仿真分析,说明商场地震人群疏散演化博弈模型的适用性.     

计及相变与塑性的NiTi形状记忆合金循环伪弹性特性描述

结合NiTi形状记忆合金单轴循环变形试验研究结果,采用基于混合物理论的计及相变、重取向与塑性变形的形状记忆合金本构模型发展了相应的算法和程序.对NiTi形状记忆合金单轴循环变形行为进行了描述.通过试验结果与模拟结果的比较,验证了本构模型与算法的有效性.     

基于系统动力学的拆迁行为演化博弈分析

为研究征收拆迁中政府和被拆迁人的拆迁行为选择及其影响因素,在政府和被拆迁人具有有限理性的前提下,构建了拆迁行为的演化博弈模型,对政府和被拆迁人策略选择的互动行为及稳定状态进行了分析。在此基础上,进一步建立系统动力学模型进行仿真,分析不同因素对拆迁中双方行为的动态影响。结果表明:政府的行政成本和外部缺失对政府的决策有明显的影响;拆迁补偿费用和斗争成本对被拆迁人的行为有显著影响。可以从合理制定拆迁补偿费用、完善沟通机制、制定科学应对机制以及提升政府公信力等方面促进拆迁项目的顺利进行。     

组织惯例演化的博弈分析

随着全球经济系统的日趋复杂和快速变化,持续性变革已经成为企业生存和发展的内在需要.组织惯例作为组织行为的基本要素和组织能力的载体,可以反映企业内在的深层变革.运用生物学隐喻,深入剖析了企业演化的机制;并在此基础上,运用演化博弈模型对组织惯例演化的路径选择进行了模拟分析;最后探讨了组织惯例演化的主要影响因素,并通过案例研究,对演化博弈模型进行了例证.     

含液体非弹性多孔介质中波传播过程的失稳与逸散性

在基于Biot理论的饱和-非饱和多孔介质的动力-渗流模型中计及流固惯性耦合效应。对单轴应变的一维情况讨论了饱和和非饱和多孔介质中波传播过程的驻值失稳和逸散性,分析了流固粘性耦合,流固惯性耦合,流固混合体的压缩性,孔隙水饱和度,及固体骨架在高应变速率下材料粘弹塑性本构行为等因素的影响。该工作将对克服饱和与非饱和多孔介质在强动荷载下波传播过程的数值求解困难提供理论上的依据和启示。