应变梯度理论的新进展(二)——基于细观机制的MSG应变梯度塑性理论 被引量：11

1

作者 黄克智 邱信明 姜汉卿 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期161-165,共5页

介绍一种新近提出的应变梯度塑性本构模型：基于细观机制的应变梯度塑性理论（ＭＳＧ）。并对它在断裂力学中的应用进行了评述。本文的讨论虽限制在形变理论范围内。

关键词 应变梯度 塑性 高阶应力 断裂 MSG 塑性理论

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基于塑性体积应变的梯度塑性理论研究 被引量：5

2

作者 曾亚武 黎玲 +1 位作者 熊俊 曹源 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2012年第8期7-11,51,共6页

首先介绍了2种基本类型的梯度塑性理论以及两者间的差别,然后在材料的屈服函数中考虑硬化参数的梯度项,引入了梯度塑性理论的一般本构关系。考虑到岩石材料的特殊性,以塑性体积应变为内变量,在Drucker-Prager屈服模型中引入该内变量的... 首先介绍了2种基本类型的梯度塑性理论以及两者间的差别,然后在材料的屈服函数中考虑硬化参数的梯度项,引入了梯度塑性理论的一般本构关系。考虑到岩石材料的特殊性,以塑性体积应变为内变量,在Drucker-Prager屈服模型中引入该内变量的梯度项,建立了岩石的一种内变量梯度塑性模型;在经典塑性理论基础上推导了塑性体积应变的表达式,得出了分析岩石应变局部化的增量本构关系。最后在平面应变状态下分析单向受力时岩石应变局部化状态,推导出了应变局部化带宽度的表达式,并且得出了带宽随局部化带参数变化而变化的结论。 展开更多

关键词 岩石破坏 应变局部化 梯度塑性理论 内变量 剪切带

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基于应变梯度晶体塑性理论的金属微柱轴向压缩有限元分析 被引量：1

3

作者 张旭 屈腾飞 +1 位作者 尚福林 代宇 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1768-1774,共7页

微压缩实验研究发现,随着微柱直径减小,以剪切带形式表征的非均匀塑性变形会愈加明显。为了考察应变梯度对微柱塑性行为的影响,构建了一种适用于切线模量算法的低阶应变梯度理论模型。该模型提出了包含塑性应变与应变梯度的塑性硬化模... 微压缩实验研究发现,随着微柱直径减小,以剪切带形式表征的非均匀塑性变形会愈加明显。为了考察应变梯度对微柱塑性行为的影响,构建了一种适用于切线模量算法的低阶应变梯度理论模型。该模型提出了包含塑性应变与应变梯度的塑性硬化模量表达式,建立了应变梯度增量与剪切应变增量之间的线性显式关系。通过对上述模型进行有限元实现,模拟了Ni单晶微柱的轴向压缩过程,并将预测结果与一种基于向前欧拉算法的低阶应变梯度塑性模型计算结果进行了比较,检验了理论模型的合理性与算法的可靠性。研究表明,Ni微柱在轴向压缩过程中产生的应变梯度,能够较为显著地提高塑性变形过程中的应变硬化率。 展开更多

关键词 微柱体 晶体塑性 应变梯度 有限元 理论模型

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基于应变梯度塑性理论的微塑性成形力学性能 被引量：1

4

作者 郭幼丹 程晓农 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期689-693,共5页

不同厚度的T2紫铜试样的单向拉伸、微硬度和微弯曲试验表明,材料的力学行为与内禀的材料特征参数相关:厚度为30μm的板材,其拉伸强度比厚度为150μm的板材提高了28%,平均晶粒尺寸D为50μm的细晶,其拉伸强度比平均晶粒尺寸D为120μm的粗... 不同厚度的T2紫铜试样的单向拉伸、微硬度和微弯曲试验表明,材料的力学行为与内禀的材料特征参数相关:厚度为30μm的板材,其拉伸强度比厚度为150μm的板材提高了28%,平均晶粒尺寸D为50μm的细晶,其拉伸强度比平均晶粒尺寸D为120μm的粗晶拉伸强度提高了33%,拉伸时呈现出"越小越强"的特征;当压痕深度与板材厚度的比值大于0.2时,压入深度越大,压痕硬度越大,呈现出"越大越硬"的现象;回弹角随板料厚度的减小而增大,当材料厚度小于一定值(0.06mm)时,材料的应变梯度硬化效应使得回弹角随板料厚度的变化更为剧烈,这种变化与采用应变梯度塑性理论预测的结果基本一致。 展开更多

关键词 T2紫铜 力学性能 应变梯度理论 微塑性成形

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微结构的应变梯度塑性理论及在岩体中的应用 被引量：1

5

作者 陈刚 潘一山 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2001年第4期517-518,共2页

就近年来发展起来的微结构的应变梯度塑性理论产生﹑发展及其应用进行了回顾,并对其中主要的三种应变梯度塑性理论:CSSG及MSG理论进行了简要的介绍,对该理论在岩体中的应用给出了简介。

关键词 尺度效应 微结构 岩体 应变梯度塑性理论 本构关系模型 材料力学

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基于应变梯度塑性理论的AISI4340微细铣槽研究

6

作者 孟杰 雷贞贞 刘敏 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2017年第1期110-113,共4页

针对AISI 4340合金钢在微尺度加工时的力学特点,基于Johnson-Cook模型,结合应变梯度塑性理论,建立适用于微细铣削加工的AISI 4340本构模型,并根据刀具材料的物理性能建立微铣刀的仿真模型,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)自适应网格技术进... 针对AISI 4340合金钢在微尺度加工时的力学特点,基于Johnson-Cook模型,结合应变梯度塑性理论,建立适用于微细铣削加工的AISI 4340本构模型,并根据刀具材料的物理性能建立微铣刀的仿真模型,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)自适应网格技术进行微细铣槽的有限元仿真,得到了不同转速、不同进给量下微细铣削过程中铣削力的大小,并与相应的物理实验结果进行对比,验证了所建模型的正确性,为微细铣削的进一步研究奠定了基础。 展开更多

关键词 AISI 4340 微细铣槽 Johnson-Cook材料模型 应变梯度塑性理论 微铣削力

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应变梯度理论的新进展(一)——偶应力理论和SG理论 被引量：30

7

作者 黄克智 邱信明 姜汉卿 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期81-87,共7页

介绍两种应变梯度塑性本构模型：ＣＳ应变梯度塑性理论——偶应力理论、ＳＧ应变梯度塑性理论。并对它们在断裂力学中的应用进行了评述。给出一种考虑可压缩性的方法，并根据这种模型用薄梁弯曲的例子给出了可压缩性的影响。本文的讨论... 介绍两种应变梯度塑性本构模型：ＣＳ应变梯度塑性理论——偶应力理论、ＳＧ应变梯度塑性理论。并对它们在断裂力学中的应用进行了评述。给出一种考虑可压缩性的方法，并根据这种模型用薄梁弯曲的例子给出了可压缩性的影响。本文的讨论虽限制在形变理论范围内，但按照相应的方法也可以得到流动理论的形式。 展开更多

关键词 应变梯度 塑性 偶应力 高阶应力 断裂 理论

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考虑塑性应变率梯度的单轴压缩岩样轴向响应 被引量：15

8

作者 王学滨 潘一山 于海军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期943-946,共4页

基于剪切应变率梯度格式,采用解析方式研究了岩石材料在单轴压缩条件下的应变软化的结构响应。根据非局部连续介质模型,提出了一维二阶剪切应变率梯度格式。非局部剪切应变率与局部剪切应变率及其二阶梯度有关。将经典塑性理论中的局部... 基于剪切应变率梯度格式,采用解析方式研究了岩石材料在单轴压缩条件下的应变软化的结构响应。根据非局部连续介质模型,提出了一维二阶剪切应变率梯度格式。非局部剪切应变率与局部剪切应变率及其二阶梯度有关。将经典塑性理论中的局部剪切应变率替换为非局部剪切应变率,可以直接得到局部剪切应变率的封闭解析解,而不必通过将局部剪切应变对时间求导获得。通过对局部剪切应变率积分,得到了沿剪切带方向的相对剪切速度。试件峰值强度后的端部速度由弹性及塑性两部分构成。前一部分由虎克定律描述;后一部分与相对剪切速度有关。对弹性及塑性两部分速度求和,得到了单轴压缩岩样剪切破坏问题轴向响应的解析式。研究表明:试样高度越大、内部长度越小、剪切软化模量越大及泊松比越小,则岩样的轴向响应倾向于脆性。根据岩样与矿柱的相似性,岩样响应倾向于脆性,意味着矿柱将失去稳定性,发生矿柱岩爆。目前的基于剪切应变率梯度格式的主要优点是简洁。 展开更多

关键词 梯度塑性理论 非局部模型 应变率 局部化 剪切带 轴向响应 应变软化 稳定性 塑性应变率梯度

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岩石试件尺寸效应的塑性剪切应变梯度模型 被引量：40

9

作者 王学滨 潘一山 宋维源 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期711-713,共3页

利用剪切应变梯度塑性理论 ,假设剪切带内部的岩石为剪切破坏 ,建立了单轴受压岩石试件尺寸效应的塑性剪切应变梯度模型 ,并模拟了剪切带倾角、参数k1和k2 对单轴受压岩石试件软化段应力 -应变关系的影响规律。局部化是尺寸效应的原因。

关键词 岩石试件 塑性剪切应变梯度模型 单轴压缩 梯度塑性理论 剪切破坏 剪切应变 尺寸效应 应变局部化

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基于应变梯度理论的韧性剪切带理论研究 被引量：12

10

作者 王学滨 潘一山 马瑾 《地质力学学报》 CSCD 2002年第1期79-86,共8页

地质领域中存在的大量事实都可以归为应变局部化范畴 ,韧性剪切带是剪切应变局部化带。本文首次应用应变梯度塑性理论对韧性剪切带进行了理论分析。获得了韧性剪切带内部局部剪应变 (率 )分布规律 ,剪切带错动总位移及剪切带法向位移的... 地质领域中存在的大量事实都可以归为应变局部化范畴 ,韧性剪切带是剪切应变局部化带。本文首次应用应变梯度塑性理论对韧性剪切带进行了理论分析。获得了韧性剪切带内部局部剪应变 (率 )分布规律 ,剪切带错动总位移及剪切带法向位移的理论表达式 ,以及韧性剪切带内部体积应变 (率 )和孔隙率分布规律。剪应变局部化导致了体积应变和孔隙率局部化。随着应变软化的加剧 ,剪应变、体积应变和孔隙率局部化加剧 ;随着应力率绝对值的增加 ,剪应变率、体积应变率集中程度增强。 展开更多

关键词 应变局部 韧性剪切带 应变梯度塑性理论 剪应力 体积应变 空隙率

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梯度塑性理论的计算方法与应用 被引量：5

11

作者 杜修力 侯世伟 +2 位作者 路德春 梁国平 安超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1094-1101,共8页

基于有限元自动生成系统(FEPG),开发使用梯度塑性理论的有限元程序,用于解决应变软化后的网格依赖性问题。提出带阻尼因子的u-λ算法,联立求解位移方程和屈服面方程,既可同时解得位移和塑性乘子,又避免了广泛使用的应力返回算法中的应... 基于有限元自动生成系统(FEPG),开发使用梯度塑性理论的有限元程序,用于解决应变软化后的网格依赖性问题。提出带阻尼因子的u-λ算法,联立求解位移方程和屈服面方程,既可同时解得位移和塑性乘子,又避免了广泛使用的应力返回算法中的应力拉回运算。在D-P准则中引入软化模量和材料内部特征长度,使本构模型能够考虑软化和梯度效应。在软化问题求解上使用阻尼牛顿法,算例结果表明,带阻尼因子的u-λ算法能够计算应变软化问题,以有限元弱形式表达的梯度塑性理论,使用一阶单元就能够得到合理的结果,在一定网格范围能够得到稳定的应力应变曲线。 展开更多

关键词 梯度塑性理论 u-λ算法 阻尼牛顿法 应变软化 网格依赖性

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基于梯度塑性理论的岩样拉压剪破坏统一失稳判据 被引量：6

12

作者 王学滨 张智慧 潘一山 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第S2期138-142,共2页

提出了单轴拉伸,直剪及单轴压缩剪切破坏失稳判据的统一形式。首先对de Borst R及Muhlhaus H B关于单轴拉伸试件梯度塑性理论解析解方面的开创性工作进行了回顾、评论,并指出了他们工作的缺憾。受de Borst R等工作的启发,对直接剪切试... 提出了单轴拉伸,直剪及单轴压缩剪切破坏失稳判据的统一形式。首先对de Borst R及Muhlhaus H B关于单轴拉伸试件梯度塑性理论解析解方面的开创性工作进行了回顾、评论,并指出了他们工作的缺憾。受de Borst R等工作的启发,对直接剪切试件进行了分析,得到了快速回跳条件。并发现:岩样的快速回跳条件就是系统(由剪切带及带外弹性岩石构成)的失稳判据。又对单轴压缩岩样剪切破坏进行了分析,得到了其失稳判据。通过对单轴拉伸失稳判据、直接剪切失稳判据及单轴压缩剪切破坏失稳判据的类比,得到了失稳判据的统一形式。统一失稳判据表明:岩石材料的局部化带宽度及压缩或剪切弹性模量越小,软化模量及等效试件高度越大,试件越容易发生失稳破坏。 展开更多

关键词 梯度塑性理论 失稳判据 统一形式 应变局部化 单轴拉伸 直接剪切 单轴压缩 剪切带倾角

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关于“岩石塑性应变梯度与Ⅱ类岩石变形行为研究”的讨论 被引量：3

13

作者 范华林 金丰年 浦奎源 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期261-263,共3页

关键词 岩石 变形机理 塑性变形 应变梯度理论

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单轴压缩下岩石应变局部化的应变梯度塑性解 被引量：5

14

作者 陈刚 潘一山 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期694-699,共6页

通过在屈服函数中引入材料内部长度建立应变梯度塑性增量本构关系,对岩石材料在单轴压缩条件下应变局部化的二维情况进行了研究。首先,建立了在Mises屈服准则下平面应变情况的岩石材料应变局部化带的带宽与其倾角的关系式,讨论了其带宽... 通过在屈服函数中引入材料内部长度建立应变梯度塑性增量本构关系,对岩石材料在单轴压缩条件下应变局部化的二维情况进行了研究。首先,建立了在Mises屈服准则下平面应变情况的岩石材料应变局部化带的带宽与其倾角的关系式,讨论了其带宽的分布范围和最大值与最小值形成的条件,给出岩石材料破坏Ⅰ,Ⅱ类变形的条件,并推出破坏的临界角度;其次,对岩石材料Ⅰ类变形进行了详细地分析,讨论了在不同泊松比n和lE条件下材料应变局部化带的倾角的变化范围;最后,利用所得的结论同材料破坏的库仑准则进行对比研究,对内摩擦系数给予了合理的解释。 展开更多

关键词 应变梯度 应变梯度塑性理论 应变局部化带

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广义塑性梯度模型的理论框架 被引量：2

15

作者 赵冰 李宁 盛国刚 《西安理工大学学报》 CAS 2005年第4期351-355,共5页

广义塑性力学不适宜于解释岩土应变局部化现象。为了较全面地反映岩土的基本力学性质,同时合理解释应变局部化现象,本文基于广义塑性力学的理论框架,在双重屈服函数中考虑了塑性应变的梯度依赖,建立了广义塑性梯度模型的理论框架,并给... 广义塑性力学不适宜于解释岩土应变局部化现象。为了较全面地反映岩土的基本力学性质,同时合理解释应变局部化现象,本文基于广义塑性力学的理论框架,在双重屈服函数中考虑了塑性应变的梯度依赖,建立了广义塑性梯度模型的理论框架,并给出了广义塑性梯度模型的一种可能的具体形式,分析了该模型的各个模型参数,尤其是其中的“局部化参数”的物理意义和可能对其产生影响的因素。 展开更多

关键词 广义塑性梯度 模型 应变局部化 理论框架

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基于梯度塑性理论的岩石等间距破坏分析

16

作者 黄梅 潘一山 官福海 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2006年第2期201-206,共6页

等间距断裂属应变局部化范畴,这是传统的宏观连续介质理论无法预测和解释的。应变梯度理论是传统塑性理论的推广和完善,本文在屈服函数中引用应变梯度项分析了岩石等间距破坏问题。首先建立了平面应力状态下应变梯度塑性理论模型,通过... 等间距断裂属应变局部化范畴,这是传统的宏观连续介质理论无法预测和解释的。应变梯度理论是传统塑性理论的推广和完善,本文在屈服函数中引用应变梯度项分析了岩石等间距破坏问题。首先建立了平面应力状态下应变梯度塑性理论模型,通过解析岩样边界在水平压应力作用下的塑性应变场,得出其曲面的分布具有等间距规律,其网络的分布格局及幅值大小受岩样尺度、边界应力、降模量等多种因素的影响。这一结论不仅与一些文献结果相吻合,而且说明用梯度塑性理论能够近似描述等间距现象。本文对深入研究等间距断裂提供了一个新思路。 展开更多

关键词 等间距 梯度塑性理论 边界应力 应变场

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厚板的高阶剪切变形理论研究 被引量：9

17

作者 段铁城 李录贤 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1096-1113,共18页

已有多种厚板理论和高阶剪切变形模型,但仍需要进一步研究以更加完善.首先根据平均转角及上下表面剪应力自由这两个条件,提出了具有统一高阶剪切变形模型的中面位移模式,并将之表示为正交分解形式.根据正交特性,定义了板的广义应力;运... 已有多种厚板理论和高阶剪切变形模型,但仍需要进一步研究以更加完善.首先根据平均转角及上下表面剪应力自由这两个条件,提出了具有统一高阶剪切变形模型的中面位移模式,并将之表示为正交分解形式.根据正交特性,定义了板的广义应力;运用板问题应变能密度表示的等价性,提出了与广义应力功共轭的广义应变表示形式,建立了板的本构关系.证明了不同转角定义时虚功原理板理论表示的客观性,以及与三维弹性理论表示的等价性.运用虚功原理,建立了变分自洽的高阶厚板理论和变分渐近的低阶厚板理论,推导了相应的平衡方程及边界条件,分析了与已有板理论的异同.以广义应力形式建立了厚板理论的平衡方程,厘清了不同转角表示时板理论间的关系、低阶厚板理论与高阶厚板理论间的关系以及剪切系数计算等若干基本问题.对圣维南扭转问题的求解证明了该理论的正确性. 展开更多

关键词 统一高阶剪切变形模型 广义应力 广义应变 虚功原理 高阶理论 低阶理论

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考虑围压及孔隙压力的岩石试件应力与应变关系解析 被引量：11

18

作者 王学滨 潘一山 《地质力学学报》 CSCD 2001年第3期265-270,共6页

假设剪切带内部的岩体为剪切破坏 ,利用剪切应变梯度塑性理论 ,解析得出了考虑围压和孔隙压力的岩石试件应力与应变的关系 ,解析解与众多的实验研究结果比较一致 ,围压效应和孔隙压力效应是局部化所致 。

关键词 应变梯度塑性理论 围压 孔隙压力 局部化 岩石 应力 应变

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地质体材料剪切带内部的常剪切应变点及速度分布分析 被引量：2

19

作者 王学滨 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2009年第4期368-375,共8页

对于峰后线性应变软化的地质体材料,剪切带内部的总剪切应变等于弹性剪切应变(由经典弹性理论描述)及由微结构效应而引起的局部塑性剪切应变(由非局部理论或梯度塑性理论描述)之和。若剪切应力—塑性剪切应变曲线的斜率的绝对值(称之为... 对于峰后线性应变软化的地质体材料,剪切带内部的总剪切应变等于弹性剪切应变(由经典弹性理论描述)及由微结构效应而引起的局部塑性剪切应变(由非局部理论或梯度塑性理论描述)之和。若剪切应力—塑性剪切应变曲线的斜率的绝对值(称之为软化模量)小于剪切弹性模量的两倍,则在剪切带的任一剖面内存在两个总剪切应变不依赖于剪切应力的点,称之为常剪切应变点。在这两个点上,弹性剪切应变的降低和局部塑性剪切应变的增加处于平衡状态,总剪切速度达到它的最大值或最小值。在两个常剪切应变点之间,局部总速度随剪切应力率的降低而增加。剪切带内部的局部总速度分布是非线性的,这与通常采用的剪切带内部速度的线性分布假定(忽略微结构效应)不同。 展开更多

关键词 地质体材料 剪切带 常剪切应变点 速度分布 局部化 梯度塑性理论

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基于局部位移场最小二乘拟合数字图像相关方法的剪切带应变测量 被引量：6

20

作者 王学滨 侯文腾 +2 位作者 董伟 杨梅 曹思雯 《计量学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期655-661,共7页

采用局部位移场最小二乘拟合数字图像相关方法测量了虚拟剪切带的应变,并将测量结果与中心差分方法的结果和理论解进行了对比,主要研究了计算窗口尺寸和子区尺寸的影响。研究发现:当子区尺寸较小且应变计算窗口尺寸较大时,局部位移场最... 采用局部位移场最小二乘拟合数字图像相关方法测量了虚拟剪切带的应变,并将测量结果与中心差分方法的结果和理论解进行了对比,主要研究了计算窗口尺寸和子区尺寸的影响。研究发现:当子区尺寸较小且应变计算窗口尺寸较大时,局部位移场最小二乘拟合数字图像相关方法的测量结果接近于理论解;对于测量单轴压缩条件下低液限黏土试样破坏过程中的应变场,局部位移场最小二乘拟合方法的测量结果比中心差分方法测量结果更准确,有助于对剪切带应变的准确测量。 展开更多

关键词 计量学 剪切带 应变 最小二乘拟合 数字图像相关方法 黏土 梯度塑性理论

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