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TRIP980钢的组织性能调控与动态本构模型 被引量:1
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作者 汪洪波 孙巧妍 +3 位作者 贾大伟 周键 周书杰 钟祥 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期168-174,共7页
设计了一种相变诱导塑性(TRIP)钢,研究了贝氏体等温温度对力学性能和微观组织的影响。针对最优工艺,研究了10^(-4)~10^(3) s^(-1)应变速率范围内的动态力学性能,构建并修正了动态本构数学模型。结果表明:当贝氏体等温温度为380℃时,实... 设计了一种相变诱导塑性(TRIP)钢,研究了贝氏体等温温度对力学性能和微观组织的影响。针对最优工艺,研究了10^(-4)~10^(3) s^(-1)应变速率范围内的动态力学性能,构建并修正了动态本构数学模型。结果表明:当贝氏体等温温度为380℃时,实验钢具有最优的静态力学性能(应变速率10^(-3)s^(-1)),屈服强度达到705 MPa,抗拉强度达到1005 MPa,伸长率为16%,强塑积达到了1.6 GPa·%。应变速率的变化对实验钢的硬化行为和TRIP效应的发生有明显的影响。当应变速率达到10^(3) s^(-1)时,屈服强度和抗拉强度分别达到了815和1145 MPa,分别提高了12.4%和13.9%。经A4系数修正后的动态本构数学模型表明,R值和eAARE的平均值分别达到0.9895和27.5%,具有较精确的预测精度。 展开更多
关键词 TRIP钢 微观组织 性能调控 动态本构模型
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冲击爆炸荷载下UHPC动态本构模型研究现状
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作者 杜闯 刘晓彤 +2 位作者 李艳艳 宋帅 高启辉 《混凝土》 CAS 北大核心 2024年第11期51-54,60,共5页
混凝土动态本构模型是冲击爆炸荷载作用下数值模拟准确性的关键。现有的混凝土动态本构模型都是基于普通混凝土而构建的,不能直接应用于超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,简称UHPC)。目前缺乏广泛接受的针对UHPC材料的... 混凝土动态本构模型是冲击爆炸荷载作用下数值模拟准确性的关键。现有的混凝土动态本构模型都是基于普通混凝土而构建的,不能直接应用于超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,简称UHPC)。目前缺乏广泛接受的针对UHPC材料的动态本构模型。回顾了基于不同理论和试验的各种普通混凝土动态本构模型,对目前UHPC材料的动态本构模型的研究现状进行了综述,最后对UHPC动态本构模型进行了分析。分析表明:目前研究的UHPC动态本构模型理论上都是一种损伤塑性本构模型,目前研究的UHPC动态本构模型实际上是对已有普通混凝土动态本构模型的一种改进。这也是构建UHPC本构模型的思路,关键是如何结合UHPC材料力学特性开展研究。同时,指出了UHPC动态本构模型研究的不足,为进一步建立适合于UHPC动态本构模型提供参考。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 钢纤维 动态本构模型 数值模拟
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混凝土HJC动态本构模型的研究 被引量:27
3
作者 李耀 李和平 巫绪涛 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1244-1248,共5页
文章运用显式非线性动力分析软件LS-DYNA,选用HJC动态本构模型对混凝土SHPB试验进行了一系列的数值模拟,对HJC动态本构模型的理论框架以及材料参数的力学特点进行了探讨和研究。研究表明,HJC动态损伤本构模型服从塑性形变理论,但静水压... 文章运用显式非线性动力分析软件LS-DYNA,选用HJC动态本构模型对混凝土SHPB试验进行了一系列的数值模拟,对HJC动态本构模型的理论框架以及材料参数的力学特点进行了探讨和研究。研究表明,HJC动态损伤本构模型服从塑性形变理论,但静水压力的影响不能忽略。HJC模型反映了混凝土材料横向效应导致的非力学行为的增强效应,但其大小与材料的失效方式和失效应变数值相关,不能简单地将混凝土材料的应变率效应解释为完全的横向效应。 展开更多
关键词 混凝土 SHPB试验 HJC动态本构模型 横向效应
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混凝土四参数动态本构模型 被引量:4
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作者 肖诗云 李宏男 +1 位作者 杜荣强 林皋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1754-1757,1785,共5页
在混凝土动力抗拉抗压试验的基础上,根据一致黏塑性本构模型的概念,考虑静水压力和应变率的影响,推导了改进的一致率型HTC四参数模型,并与试验的应力应变曲线进行比较,结果表明模型能够较好地反应混凝土的动力特性;最后,用此模型对混凝... 在混凝土动力抗拉抗压试验的基础上,根据一致黏塑性本构模型的概念,考虑静水压力和应变率的影响,推导了改进的一致率型HTC四参数模型,并与试验的应力应变曲线进行比较,结果表明模型能够较好地反应混凝土的动力特性;最后,用此模型对混凝土简支梁进行非线性动力反应分析,并与线弹性模型和率无关HTC四参数模型进行比较,探讨应变率对其动力特性的影响.结果表明考虑应变率的影响后,梁的位移、应力大小都发生了较大的变化. 展开更多
关键词 混凝土 应变率 动态本构模型 动力反应
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高温作用后混凝土损伤动态本构模型研究 被引量:5
5
作者 王飞 钱永久 +1 位作者 许金余 李志武 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期1075-1081,共7页
为解决高温对混凝土损伤问题,基于混凝土非线性粘弹性本构模型理论及损伤力学有关理论,建立了包含材料参数、动态模量等9个参数的混凝土损伤型动态本构模型,考虑到高温对混凝土动态力学性能影响显著,将高温损伤内化到对本构模型元件材... 为解决高温对混凝土损伤问题,基于混凝土非线性粘弹性本构模型理论及损伤力学有关理论,建立了包含材料参数、动态模量等9个参数的混凝土损伤型动态本构模型,考虑到高温对混凝土动态力学性能影响显著,将高温损伤内化到对本构模型元件材料参数的影响,并根据实验所得数据,拟合得到模型在各温度下的材料参数值;将模型预测应力-应变曲线与实验所得应力应变曲线比较,结果表明:两者的峰值应力误差在5%以内;峰值应变误差在9%以内;弹性模量误差在7%以内,曲线总体拟合相似度在0.93以上,该模型能较好模拟经受高温作用后的混凝土冲击力学特性. 展开更多
关键词 固体力学 动态本构模型 霍普金森压杆 混凝土 高温后 损伤
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2D-C/SiC复合材料应变率相关的动态本构模型 被引量:3
6
作者 刘明爽 李玉龙 +2 位作者 陶亮 徐绯 成来飞 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期421-426,共6页
分别在电子万能实验机和SHPB(split Hopkinson press bar)实验装置上对2D-C/SiC复合材料进行了静态、动态实验。探讨了该材料在10^-4~2.8×10^3s^-1的应变率范围内的层向压缩力学性能。实验结果表明.在动态加载条件下。2D-C/... 分别在电子万能实验机和SHPB(split Hopkinson press bar)实验装置上对2D-C/SiC复合材料进行了静态、动态实验。探讨了该材料在10^-4~2.8×10^3s^-1的应变率范围内的层向压缩力学性能。实验结果表明.在动态加载条件下。2D-C/SiC复合材料的应力应变呈非线性关系。随着应变率的提高,破坏强度提高、失效应变减小。弹性模量增加。弹性模量与对数应变率基本呈线性关系。提出了一个含有与应变率相关的损伤变量的动态本构方程,该方程与实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 固体力学 动态本构模型SHPB系统 陶瓷基复合材料 损伤变量
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考虑围压效应的冻结砂土动态本构模型研究 被引量:4
7
作者 马冬冬 汪鑫鹏 +3 位作者 马芹永 周志伟 杨毅 袁璞 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期30-38,共9页
为描述主动围压作用下冻结砂土的动态力学特性,通过在朱-王-唐模型的非线性体上串联塑性体,建立了能够考虑围压效应的冻结砂土动态损伤本构模型;分析了损伤参数对应力-应变曲线特征、屈服点、峰值应力和峰值应变的影响规律,基于冻结砂... 为描述主动围压作用下冻结砂土的动态力学特性,通过在朱-王-唐模型的非线性体上串联塑性体,建立了能够考虑围压效应的冻结砂土动态损伤本构模型;分析了损伤参数对应力-应变曲线特征、屈服点、峰值应力和峰值应变的影响规律,基于冻结砂土动力学试验数据确定了模型参数;通过将模型和试验数据进行对比,并对不同试验条件下模型的预测误差进行分析,验证了模型的适用性和准确性。结果表明,损伤参数对应力-应变曲线弹性阶段和屈服点无明显影响,而对塑性阶段和破坏阶段的影响较为显著,本构模型预测的应力-应变曲线与试验结果具有较好的一致性。模型能够预测围压引起冻结砂土塑性阶段占比大和屈服点明显的特征,且能够描述围压对冻结砂土动态强度的增强效应;不同负温和主动围压条件下,模型对峰值应力和屈服强度的预测效果优于峰值应变和屈服应变。 展开更多
关键词 冻结砂土 围压效应 分离式HOPKINSON压杆 动态本构模型 屈服强度
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金属材料宽应变率下动态本构模型及其扩展有限元应用 被引量:3
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作者 李双蓓 吴园 +1 位作者 赵璇 彭林欣 《广西大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第4期905-916,共12页
为了准确描述金属材料在各类动荷载下的力学行为,基于金属流变应力在不同应变率范围内的不同函数表现形式,采用开关函数反映金属宽应变率强化效应差异,考虑应变硬化效应与绝热温升影响相互耦合,结合多种金属材料在不同应变率下的试验数... 为了准确描述金属材料在各类动荷载下的力学行为,基于金属流变应力在不同应变率范围内的不同函数表现形式,采用开关函数反映金属宽应变率强化效应差异,考虑应变硬化效应与绝热温升影响相互耦合,结合多种金属材料在不同应变率下的试验数据进行拟合分析,发展了一种动态本构统一方程JC-CS模型。通过UMAT用户子程序,将新模型导入ABAQUS有限元分析软件中预测不同应变率下的金属动态应力应变关系,并基于此进行动态正弦荷载下的金属裂纹扩展分析。研究结果表明,新构建模型的数值模拟本构曲线与试验数据吻合良好,且能结合扩展有限元在ABAQUS动态隐式环境中使用,为准确描述金属在动荷载作用下的力学行为提供了一种工程应用分析模型。 展开更多
关键词 动态本构模型 宽应变率 JC-CS模型 UMAT子程序 扩展有限元
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钛合金动态本构模型参数敏感度分析及识别方法 被引量:5
9
作者 盛鹰 曾祥国 +1 位作者 韩悌信 陈军 《四川大学学报(工程科学版)》 CSCD 北大核心 2015年第S2期110-117,共8页
为分析钛合金动态本构模型参数的敏感度,克服传统单因素分析法的弊端,采用拉丁超立方抽样方法在整个参数空间中抽样,利用非参数统计方法中的Spearman秩相关分析法对本构参数随机输入样本集与其对应的目标函数输出结果集作相关性分析。... 为分析钛合金动态本构模型参数的敏感度,克服传统单因素分析法的弊端,采用拉丁超立方抽样方法在整个参数空间中抽样,利用非参数统计方法中的Spearman秩相关分析法对本构参数随机输入样本集与其对应的目标函数输出结果集作相关性分析。建立了用Spearman秩相关系数等效求解参数敏感度的表达式,进而实现了参数敏感度的整体性分析,提高了参数敏感度分析结果的可靠性。基于参数敏感度分析结果,为减少本构模型参数识别的计算量,快速、精确、可靠地搜索最优解,建立了基于改进小生境算法、可疑峰值点判断策略和局域精确搜索技术的改进遗传算法。该方法克服了基本遗传算法存在的无法同时满足精度、可靠性和节省计算时间的缺陷,避免了容易产生早熟现象,增强了局部寻优能力。数值计算结果表明,提出的方法显著提高了遗传算法的全局搜索能力且计算精度高。提出的参数敏感度整体性分析方法和改进遗传算法不仅能很好地实现钛合金的动态本构参数识别,而且对其他工程材料本构参数的高精度识别具有重要参考价值。 展开更多
关键词 钛合金 动态本构模型 非参数统计 整体性分析 改进遗传算法
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基于不可逆热力学的Ni-Ti合金动态本构模型及其有限元实现 被引量:2
10
作者 李云飞 曾祥国 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1676-1680,共5页
为了准确描述Ni-Ti形状记忆合金在高应变率下的动态压缩力学行为,基于不可逆热力学理论框架假定了两个内变量表征Ni-Ti合金应力诱发马氏体相变与塑性屈服的不可逆变形过程,分别推导了马氏体相变与塑性屈服演化规律的主控方程,构建了Ni-T... 为了准确描述Ni-Ti形状记忆合金在高应变率下的动态压缩力学行为,基于不可逆热力学理论框架假定了两个内变量表征Ni-Ti合金应力诱发马氏体相变与塑性屈服的不可逆变形过程,分别推导了马氏体相变与塑性屈服演化规律的主控方程,构建了Ni-Ti合金的三维动态本构模型。根据材料单轴动态压缩实验的应力-应变曲线并采用最小二乘法对本构参数进行了优化识别,然后采用应力补偿更新算法,通过隐式用户子程序接口UMAT将动态本构模型嵌入ABAQUS有限元软件,实现了Ni-Ti合金在高应变率下动态压缩力学行为的数值模拟。通过比对发现,模拟结果与实验数据吻合良好,验证了动态本构模型与UMAT子程序的准确性。本工作为Ni-Ti合金在高速冲击、切削等极端条件下的工程应用奠定了基础。 展开更多
关键词 形状记忆合金 相变-塑性行为 动态本构模型 UMAT子程序 有限元模拟
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TC4合金切削有限元模拟动态本构模型的建立 被引量:11
11
作者 叶玉刚 尹燕 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2009年第6期35-39,共5页
用多元函数的下山单纯形法对切削实验所得Johnson-Cook模型中的5个参数进行优化,并应用大型商用有限元软件Marc,建立高速切削有限元模型,通过有限元迭代分析,得到较高精度的高速切削Johnson-Cook本构方程,经验证,该本构方程可以大大提... 用多元函数的下山单纯形法对切削实验所得Johnson-Cook模型中的5个参数进行优化,并应用大型商用有限元软件Marc,建立高速切削有限元模型,通过有限元迭代分析,得到较高精度的高速切削Johnson-Cook本构方程,经验证,该本构方程可以大大提高模拟计算的精度。 展开更多
关键词 TC4钛合金 动态本构模型 切削 有限元模拟
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基于损伤的PHC桩单轴受拉动态本构模型研究
12
作者 朱建新 丁曲 +1 位作者 张秋阳 过新华 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2011年第1期13-17,共5页
通过引入应变率强化因子、损伤弱化因子和预应力强化因子,并分析它们对预应力混凝土强度的影响,建立了一个单轴受拉动态本构模型用于描述PHC桩在冲击载荷作用下的冲击特性.对比了试验结果与该模型的数值模拟结果,结果表明:模型预示结果... 通过引入应变率强化因子、损伤弱化因子和预应力强化因子,并分析它们对预应力混凝土强度的影响,建立了一个单轴受拉动态本构模型用于描述PHC桩在冲击载荷作用下的冲击特性.对比了试验结果与该模型的数值模拟结果,结果表明:模型预示结果在变形趋势上符合很好,在数值精度上与试验结果符合良好.本成果可为振动沉桩过程中控制振动锤参数提供依据,能有效防止因拉应力过大而导致PHC桩被拉断的事故. 展开更多
关键词 PHC桩 预应力混凝土 损伤 单轴受拉 动态本构模型
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基于动态本构模型的整流罩铰链系统自冲击分析 被引量:4
13
作者 唐霄汉 李彬 +3 位作者 李刚 郝鹏 陈聪 任明法 《计算力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期403-410,共8页
整流罩铰链系统结构分析是大型整流罩分离分析的重要环节,也是国内新一代运载火箭研制过程中的关键技术之一。基于30CrMnSiA和ZTC4-1的力学性能试验研究,得到材料的动态本构模型,并建立整流罩及动态本构模型下的铰链系统有限元模型。通... 整流罩铰链系统结构分析是大型整流罩分离分析的重要环节,也是国内新一代运载火箭研制过程中的关键技术之一。基于30CrMnSiA和ZTC4-1的力学性能试验研究,得到材料的动态本构模型,并建立整流罩及动态本构模型下的铰链系统有限元模型。通过非线性显式动力学分析方法,对铰链系统自冲击过程进行仿真,得到冲击作用下铰链系统的应力和应变情况,并通过内力分析得到自冲击过程中铰链系统的主要内力形式。最后,通过比较铰链系统动态本构与准静态本构下的自冲击响应,验证并说明了动态本构模型对铰链系统自冲击仿真的影响。计算结果表明,自冲击作用会使铰链系统发生塑性变形,且动态本构模型有利于反映真实结果,为新一代运载火箭的研制提供一定的参考价值。 展开更多
关键词 动态本构模型 有限元法 显式动力学 铰链系统 自冲击
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基于实验的钛合金优化动态本构模型与有限元模拟 被引量:3
14
作者 李云飞 曾祥国 +1 位作者 盛鹰 穆怀 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第24期137-142,共6页
为确定钛合金材料的Johnson-Cook模型中5个待定本构参数,克服传统单因素分析法的弊端并提高参数识别效率和精度,采用拉丁超立方抽样、Spearman秩相关分析的参数敏感度整体分析方法,并在参数敏感度分析结果和基本遗传算法的基础上,建立... 为确定钛合金材料的Johnson-Cook模型中5个待定本构参数,克服传统单因素分析法的弊端并提高参数识别效率和精度,采用拉丁超立方抽样、Spearman秩相关分析的参数敏感度整体分析方法,并在参数敏感度分析结果和基本遗传算法的基础上,建立了一种基于改进小生境算法、可疑峰值点判断策略和局域精确搜索技术的改进遗传算法,基于实验数据建立了精细的钛合金Johnson-Cook本构模型。采用隐式应力积分法将该模型嵌入到ABAQUS用户材料子程序UMAT中,并通过隐函数求导方法推导出一致切线刚度矩阵。通过ABAQUS有限元软件对钛合金材料的动态响应进行数值模拟分析,计算结果与已有的实验数据吻合良好,UMAT子程序的准确性得到验证,可用于钛合金材料的动态响应预测分析中。 展开更多
关键词 钛合金 动态本构模型 数值模拟 用户材料子程序
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面向高速切削的钛合金Ti-6Al-4V动态本构模型:综述 被引量:5
15
作者 姜紫薇 杨东 陈建彬 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期55-67,共13页
高速切削是实现钛合金等难加工材料高效、高质量加工的有效技术方法。钛合金高速切削加工过程具有高温、高应变和高应变率的热力强耦合非线性动态特征。为了准确描述高速切削时钛合金动态力学行为,对钛合金动态本构模型的研究进行综述... 高速切削是实现钛合金等难加工材料高效、高质量加工的有效技术方法。钛合金高速切削加工过程具有高温、高应变和高应变率的热力强耦合非线性动态特征。为了准确描述高速切削时钛合金动态力学行为,对钛合金动态本构模型的研究进行综述。以钛合金Ti-6Al-4V为研究对象,从唯象模型和物理学模型的角度,分析了Johnson-Cook模型、Zerilli-Armstrong模型、Bammann模型的适用条件及优缺点。经综合比较,选取Johnson-Cook模型开展进一步探究,并且基于温度影响和竞争机制影响对Johnson-Cook修正模型进行分类,Johnson-Cook修正模型的预测精度与经典模型的预测精度相比均有所提高;同时提出可将构建唯象-物理学复合本构模型作为探究钛合金动态本构模型的重点方向,采取实验与计算机同步方法得到本构模型参数的最优解,从而提高动态本构模型的预测精度。 展开更多
关键词 高速切削 钛合金Ti-6Al-4V 动态本构模型 修正模型
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几种常用混凝土动态损伤本构模型评述 被引量:21
16
作者 李世民 李晓军 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期19-22,共4页
描述了混凝土抗冲击数值模拟中常用的几种混凝土动态损伤本构模型,包括HJC、RHT、LLNL、Marlvar及TCK本构模型。在此基础上,从动力本构模型的极限面定义、损伤定义、状态方程、应变率强化效应及模型参数标定方面综合分析和评述了各本构... 描述了混凝土抗冲击数值模拟中常用的几种混凝土动态损伤本构模型,包括HJC、RHT、LLNL、Marlvar及TCK本构模型。在此基础上,从动力本构模型的极限面定义、损伤定义、状态方程、应变率强化效应及模型参数标定方面综合分析和评述了各本构模型。对于混凝土抗冲击问题的数值模拟及混凝土动态损伤本构研究具有参考意义。 展开更多
关键词 混凝土 冲击 损伤 动态本构模型
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玄武岩纤维混凝土和聚乙烯纤维混凝土静动态力学性能
17
作者 颜学渊 罗福斌 +2 位作者 金贤洪 张鸿晖 陈雯晖 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第9期825-833,共9页
研究了不同纤维掺量下玄武岩纤维混凝土(BFRC)和聚乙烯纤维混凝土(PEFRC)的静动态力学性能。结果表明:试验参数范围内,PEFRC的静态力学性能优于BFRC;当玄武岩纤维(BF)和聚乙烯纤维(PEF)掺量分别为0.10%和0.20%时,相应纤维混凝土(FRC)的... 研究了不同纤维掺量下玄武岩纤维混凝土(BFRC)和聚乙烯纤维混凝土(PEFRC)的静动态力学性能。结果表明:试验参数范围内,PEFRC的静态力学性能优于BFRC;当玄武岩纤维(BF)和聚乙烯纤维(PEF)掺量分别为0.10%和0.20%时,相应纤维混凝土(FRC)的静态力学性能得到显著提升;当BF和PEF掺量均为0.20%时,相应FRC的动态抗压强度提升效果最佳;当PEF掺量为0.15%时,PEFRC表现出最佳动态压缩韧性。基于ZWT(Zhu-Wang-Tang)本构模型构建的动态黏弹性损伤本构模型能较好预测FRC在冲击荷载下的动态力学性能。 展开更多
关键词 玄武岩纤维混凝土 聚乙烯纤维混凝土 SHPB试验 动态抗压强度 动态本构模型
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高温损伤后岩石动态损伤本构模型 被引量:8
18
作者 朱要亮 俞缙 +3 位作者 付晓强 任崇鸿 姚玮 刘雪莹 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2022年第7期102-109,共8页
为了研究高温损伤后岩石动态本构模型,通过组合建模的方法,引入裂隙体,并与损伤体串联,经理论推导,最终建立了高温后岩石全过程动态本构模型。随后开展了25~600℃温度处理后的花岗岩动力冲击试验。研究结果表明:随着温度升高,花岗岩动... 为了研究高温损伤后岩石动态本构模型,通过组合建模的方法,引入裂隙体,并与损伤体串联,经理论推导,最终建立了高温后岩石全过程动态本构模型。随后开展了25~600℃温度处理后的花岗岩动力冲击试验。研究结果表明:随着温度升高,花岗岩动态峰值应力减小,弹性模量则先增大后减小;核磁共振测试结果能够定量描述高温引起岩石内部孔隙以及孔径分布,T2谱面积随温度升高呈现指数增长规律;试验结果验证了高温损伤后岩石动态损伤本构模型的适应性,理论计算结果与试验数据相关性达0.98以上;裂隙体参数a和b控制了应力应变曲线压密段的曲线形状,且曲线对参数a更为敏感。 展开更多
关键词 裂隙体 高温岩石 损伤体 T2谱面积 动态本构模型
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非贯通节理岩体单轴压缩动态损伤本构模型 被引量:28
19
作者 刘红岩 王新生 +1 位作者 张力民 张力国 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期426-436,共11页
非贯通节理岩体是同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的复合损伤地质材料,基于此提出了在非贯通节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏、细观缺陷的观点。首先对基于细观动态断裂机理的经典动态损伤本构模型——... 非贯通节理岩体是同时含有节理、裂隙等宏观缺陷及微裂隙、微孔洞等细观缺陷的复合损伤地质材料,基于此提出了在非贯通节理岩体动态损伤本构模型中应同时考虑宏、细观缺陷的观点。首先对基于细观动态断裂机理的经典动态损伤本构模型——TCK模型进行了阐述,其次针对目前节理岩体损伤变量定义中仅考虑节理几何参数而未考虑其强度参数的不足,基于能量原理和断裂力学理论推导得出了同时考虑节理几何及强度参数的宏观损伤变量(张量)的计算公式;第三,基于Lemaitre等效应变假设推导了综合考虑宏、细观缺陷的复合损伤变量(张量);第四,借鉴前人基于复合材料力学的观点,考虑了节理法向及切向刚度等变形参数对岩体动态力学特性的影响,进而建立了基于TCK模型的非贯通节理岩体单轴压缩动态损伤本构模型。并利用该模型讨论了载荷应变率、节理内摩擦角、节理厚度、节理法向及切向刚度和节理倾角等对岩体动态力学特性的影响规律。计算结果与目前的理论及试验研究结果比较吻合,从而说明了该模型的合理性。 展开更多
关键词 岩体 非贯通节理 动态损伤本构模型 宏、细观缺陷 损伤耦合 应力强度因子 等效弹性模型
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基于组合模型法的贯通节理岩体动态损伤本构模型 被引量:23
20
作者 刘红岩 吕淑然 张力民 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1814-1821,共8页
针对贯通节理岩体动态变形特点并结合已有岩石动态本构模型的相关研究成果,将贯通节理岩体变形过程中的动态应力视为贯通节理岩体静态应力分量与相应动态应力分量的叠加。其中贯通节理岩体静态应力分量采用考虑岩石细观损伤的非线性元... 针对贯通节理岩体动态变形特点并结合已有岩石动态本构模型的相关研究成果,将贯通节理岩体变形过程中的动态应力视为贯通节理岩体静态应力分量与相应动态应力分量的叠加。其中贯通节理岩体静态应力分量采用考虑岩石细观损伤的非线性元件、节理面闭合及剪切变形元件等3个基本元件的串联来模拟,动态应力分量采用黏性元件来模拟,从而建立了贯通节理岩体动态单轴压缩损伤本构模型。其次,根据贯通节理岩体在单轴压缩荷载下往往会沿节理面发生剪切破坏的特点,在前述已建立的损伤本构模型中引人节理剪切破坏准则对该模型进行修正,从而更好地考虑了节理剪切强度对该模型的影响,最终建立了考虑节理剪切强度的贯通节理岩体单轴压缩损伤本构模型。最后利用该模型对贯通节理岩体在压缩荷载作用下的力学特性进行了分析计算,重点讨论了节理倾角对岩体单轴动态压缩峰值强度的影响规律。研究结果表明随着节理倾角的变化,节理岩体将发生岩块张拉或剪切破坏、沿节理面的剪切破坏及上述两种破坏模式的复合破坏,相应地节理岩体的单轴压缩动态峰值强度也随之有较大变化。 展开更多
关键词 贯通节理岩体 动态损伤本构模型 节理剪切强度 组合模型 黏性元件
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