基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown强度准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法 被引量：5

1

作者 周兴涛 盛谦 +3 位作者 崔臻 朱泽奇 胡之锋 马亚丽娜 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期477-487,共11页

Hoek-Brown强度准则的屈服面与塑性势面在棱角处导数无定义,具有数值奇异性,采用圆角进行光滑过渡只能满足一阶导数连续性,而二阶导数仍然无定义,使得棱边上一致切线模量矩阵无法正确计算,导致有限元总体平衡方程组Newton-Raphson隐式... Hoek-Brown强度准则的屈服面与塑性势面在棱角处导数无定义,具有数值奇异性,采用圆角进行光滑过渡只能满足一阶导数连续性,而二阶导数仍然无定义,使得棱边上一致切线模量矩阵无法正确计算,导致有限元总体平衡方程组Newton-Raphson隐式迭代二阶收敛性丧失。提出基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法,使得棱角处函数曲面二阶连续可导,棱边上一致切线模量矩阵可精确计算。基于ABAQUS数值开发平台,采用FORTRAN语言编制Hoek-Brown准则理想弹塑性UMAT用户子程序,通过数值算例验证所提方法的正确性。 展开更多

关键词 广义Hoek-Brown强度准则 屈服函数与塑性势函数 C2阶连续函数 圆化

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不同后继屈服函数在弹塑性有限元中的应用评估

2

作者 沈海军 邢文珍 +1 位作者 吕国志 田菩提 《计算力学学报》 CAS CSCD 2000年第4期500-503,共4页

构造了一种在 π平面上为椭圆的后继屈服函数 ,将该屈服函数、“Tresca”及“Misses型”后继屈服函数分别应用于干涉孔及冷胀孔问题的弹塑性有限元分析 ,并对这三种屈服函数在弹塑性有限元中的应用进行了评估。本文三种屈服函数在弹塑... 构造了一种在 π平面上为椭圆的后继屈服函数 ,将该屈服函数、“Tresca”及“Misses型”后继屈服函数分别应用于干涉孔及冷胀孔问题的弹塑性有限元分析 ,并对这三种屈服函数在弹塑性有限元中的应用进行了评估。本文三种屈服函数在弹塑性问题中的应用评估对更有效地解决工程中的弹塑性问题有着实际的应用价值。 展开更多

关键词 椭圆后继屈服函数 Tresca屈服函数 Misses屈服函数 弹塑性有限元

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一种后继屈服函数及其在弹塑性有限元中的应用

3

作者 沈海军 邢文珍 吕国志 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期462-465,共4页

构造了一种在π平面上为椭圆的后继屈服函数 ;并将其应用于干涉孔及冷胀孔问题的弹塑性有限元分析当中。从分析结果来看 ,该屈服函数的应用 ,不仅在冷胀孔问题方面取得了较好的分析结果 ,而且在干涉孔问题方面 ,分析结果也出现了和试验... 构造了一种在π平面上为椭圆的后继屈服函数 ;并将其应用于干涉孔及冷胀孔问题的弹塑性有限元分析当中。从分析结果来看 ,该屈服函数的应用 ,不仅在冷胀孔问题方面取得了较好的分析结果 ,而且在干涉孔问题方面 ,分析结果也出现了和试验结果更为接近的趋势。本文提出的这种椭圆型后继屈服函数是通过改变屈服函数以解决弹塑性问题的大胆尝试 ,为改进弹塑性问题的求解方法提供了又一新的思路。 展开更多

关键词 椭圆后继屈服函数 弹塑性有限元 应力 金属材料

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一种新的各向同性金属材料屈服函数 被引量：5

4

作者 杨凤 万邵华 +1 位作者 刘军 岳文霞 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期108-112,共5页

材料的屈服函数是建立相应的塑性本构关系以及进行塑性分析的首要条件,文章基于静水压对金属材料屈服无影响以及各向同性假设,将一般屈服函数进行泰勒展开,推导出包含应力1次~4次项的新型各向同性金属材料屈服函数以及相应八阶塑性张量... 材料的屈服函数是建立相应的塑性本构关系以及进行塑性分析的首要条件,文章基于静水压对金属材料屈服无影响以及各向同性假设,将一般屈服函数进行泰勒展开,推导出包含应力1次~4次项的新型各向同性金属材料屈服函数以及相应八阶塑性张量。通过对该屈服函数退化,得到各向同性金属材料拉压屈服性能相同和不同条件下的屈服函数。利用Lode实验结果进行验证,结果表明,该屈服函数仅包含3个材料参数,并且对拉压屈服性能相同和不同的金属材料都有较好的适用性,具有较高的工程应用价值。 展开更多

关键词 屈服函数 塑性张量 本构关系 静水压 各向同性金属材料

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建立土体屈服函数的方法研究 被引量：3

5

作者 施维成 朱俊高 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期624-629,共6页

总结了建立土体屈服函数的6种方法,并以剑桥模型和修正剑桥模型为例,详细说明了使用应力剪胀关系法、热力学方法得到屈服函数的具体步骤。分析了这6种方法的优缺点,发现应力剪胀关系法、塑性应变增量法和热力学方法本质上都是由屈服函数... 总结了建立土体屈服函数的6种方法,并以剑桥模型和修正剑桥模型为例,详细说明了使用应力剪胀关系法、热力学方法得到屈服函数的具体步骤。分析了这6种方法的优缺点,发现应力剪胀关系法、塑性应变增量法和热力学方法本质上都是由屈服函数的"等价物"来得到屈服函数,只是"等价物"的形式不同,分别为代数、几何和能量形式的等价关系。最后使用破坏函数类比法,在粗粒土常规三轴试验及真三轴试验结果的基础上,建立了一个粗粒土剪切屈服准则。 展开更多

关键词 弹塑性模型 屈服函数 塑性势 粗粒土

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几种屈服函数的比较 被引量：9

6

作者 沈珠江 《岩土力学》 EI CAS CSCD 1993年第1期41-50,共10页

应用等向压缩试验和三轴剪切试验2种参数测定方法和5种屈服函数计算了单向压缩、单剪和软土地基固结变形3个算例。计算结果表明,计算参数定义方法影响最大,屈服函数的影响比较次要,而且在π平面上选用较复杂的函数未必比简单的圆形函数... 应用等向压缩试验和三轴剪切试验2种参数测定方法和5种屈服函数计算了单向压缩、单剪和软土地基固结变形3个算例。计算结果表明,计算参数定义方法影响最大,屈服函数的影响比较次要,而且在π平面上选用较复杂的函数未必比简单的圆形函数更好。 展开更多

关键词 本构关系 屈服函数 弹塑性分析

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n次齐次屈服函数相关联流动法则失效的机理研究 被引量：4

7

作者 胡亚元 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期243-251,共9页

岩土材料一些常用的与摩擦有关的经典屈服准则,如Mohr-Coulomb屈服准则、俞茂宏广义双剪应力屈服准则、Lade-Duncan屈服准则、Matsuoka-Nakai屈服准则和沈珠江三剪应力屈服准则等,都属于n阶欧拉齐次函数。把上述屈服准则从真实空间推广... 岩土材料一些常用的与摩擦有关的经典屈服准则,如Mohr-Coulomb屈服准则、俞茂宏广义双剪应力屈服准则、Lade-Duncan屈服准则、Matsuoka-Nakai屈服准则和沈珠江三剪应力屈服准则等,都属于n阶欧拉齐次函数。把上述屈服准则从真实空间推广到耗散空间后发现,当耗散空间中的n阶齐次屈服函数与真实应力无关时,根据耗散空间的Drucker塑性公设获得的耗散功与应力状态无关;对于砂性材料其值甚至为零,与塑性发生时熵增大于零的热力学第二定律相违背。为了克服上述缺陷,必须在耗散空间的n阶齐次屈服函数中引入与真实应力有关的函数项,然而,由此获得的真实空间屈服准则与塑性应变增量之间必须服从非相关联流动法则。由于服从相关联流动法则时耗散空间屈服准则表达式与真实空间的完全相同,故在真实空间中服从n阶齐次屈服准则的岩土摩擦材料也不适宜采用相关联流动法则。 展开更多

关键词 屈服准则 Drucker塑性公设 n阶齐次函数 耗散空间 流动法则

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一族线性屈服破坏函数对应的耗散势

8

作者 白冰 李小春 +1 位作者 石露 杜学飞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1233-1236,共4页

在材料塑性本构理论中应用热动力学原理一般有两种方法,一是在引入的屈服(包括硬化)、破坏函数和塑性势概念的基础上,从数学上或者根据试验规律,假设(拟合)其函数形式,然后将热力学定律或准热力学公设作为附加约束引入本构模型;二是直... 在材料塑性本构理论中应用热动力学原理一般有两种方法,一是在引入的屈服(包括硬化)、破坏函数和塑性势概念的基础上,从数学上或者根据试验规律,假设(拟合)其函数形式,然后将热力学定律或准热力学公设作为附加约束引入本构模型;二是直接从热动力学出发,通过构造能量函数(热力学势)、耗散函数及较少的限制条件给出全部的塑性本构理论,而得到的本构理论自动满足热动力学原理。长期以来,针对各种不同材料提出的大量屈服破坏函数,许多都是按照第一种方法给出的,却并未见到进行过严格的热动力学限制的验证。研究从塑性本构理论中上述两种研究方式在热力学定律的满足上的一致性出发,将求屈服函数对应的耗散势的问题归结为关于耗散势的偏微分方程求解问题,从理论上演绎出塑性理论中一族率无关线性屈服破坏函数对应的耗散势函数,从而将屈服破坏函数的热动力学验证问题转化为其对应耗散势的正负判断问题,也沟通了塑性理论中屈服破坏函数同热动力学中耗散势在概念上的联系,对于理解屈服破坏函数的热动力学内涵有重要理论意义。特别地,文中给出的求耗散势的方法具有一般性,不仅适合于线性的屈服破坏函数,也适合于非线性的屈服破坏函数。最后,利用热力学第2定律给出了一族线性屈服破坏函数具体的热力学限制条件。 展开更多

关键词 屈服破坏函数 热动力学限制 耗散势函数 塑性本构理论 塑性耗散不等式

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粉末烧结材料屈服函数形状

9

作者 华林 秦训鹏 《塑性工程学报》 CAS CSCD 2004年第3期39-42,共4页

正确认识粉末烧结材料屈服函数形状和性质 ,对于其塑性变形分析有重要意义。本文通过空间解析几何分析 ,证明了粉末烧结材料屈服函数在n平面、Pπ 平面和Pσ 平面上的粉末烧结材料屈服面截面轮廓曲线都为椭圆 ,在主应力空间中形状为椭... 正确认识粉末烧结材料屈服函数形状和性质 ,对于其塑性变形分析有重要意义。本文通过空间解析几何分析 ,证明了粉末烧结材料屈服函数在n平面、Pπ 平面和Pσ 平面上的粉末烧结材料屈服面截面轮廓曲线都为椭圆 ,在主应力空间中形状为椭球面。揭示了粉末烧结材料屈服函数与简化屈服函数之间的关系 ,并指出简化屈服函数的形状分别为双椭圆锥面和双六棱锥面。 展开更多

关键词 粉末烧结材料 塑性变形 屈服条件 屈服函数 几何形状

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基于内变量和张量函数表示定理的本构方程 被引量：2

10

作者 陈明祥 汪碧飞 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期397-402,共6页

针对各向同性材料,基于张量函数表示定理,建立了本构关系的张量不变性表示,其中,3个不可约基张量取决于应力的0～2次幂,且相互正交,3个系数由塑性应变增量和应力的不变量表示。基于塑性应变增量的不变量定义内变量,本构关系归结为确定... 针对各向同性材料,基于张量函数表示定理,建立了本构关系的张量不变性表示,其中,3个不可约基张量取决于应力的0～2次幂,且相互正交,3个系数由塑性应变增量和应力的不变量表示。基于塑性应变增量的不变量定义内变量,本构关系归结为确定内变量的演化。使用张量函数表示定理,给出了内变量演化方程的一般表达式,它取决于应力不变量的增量,因而与主轴旋转无关。讨论了如何根据试验资料和引入适当的假定,确定具体的演化方程。通过与塑性势理论和多重屈服面理论进行比较,表明所建模型是这些理论的最一般表示,且简捷直观、使用方便。 展开更多

关键词 内变量 张量函数表示定理 本构方程 塑性势 各向同性 屈服面

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关于无屈服面粘塑性理论 被引量：5

11

作者 周光泉 《爆炸与冲击》 EI CAS 1983年第4期25-33,共9页

本文对Bodner-Partom幂函数型粘塑性本构方程进行了某些分析讨论,揭示了该本构模型的某些内涵,特别是对模型所涉及的几个材料常数对应力—应变关系的影响以及该模型的加卸载性质和历史效应作了具体的剖析。最后与Perzyna超应力本构模型... 本文对Bodner-Partom幂函数型粘塑性本构方程进行了某些分析讨论,揭示了该本构模型的某些内涵,特别是对模型所涉及的几个材料常数对应力—应变关系的影响以及该模型的加卸载性质和历史效应作了具体的剖析。最后与Perzyna超应力本构模型进行了比较。 展开更多

关键词 弹性变形 幂函数 材料常数 应变关系 弹性形变 本构方程 特征方程 本构关系 材料动态性质 粘塑性理论 应变率 应变速率 屈服面

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GH4169合金多轴热机械粘塑性本构模型及验证

12

作者 毛有胜 李桐 +3 位作者 贾文斌 李鑫 刘飞龙 方磊 《航空发动机》 北大核心 2024年第3期160-168,共9页

为了更加精确地描述GH4169合金的多轴热机械力学行为,以Chaboche粘塑性本构模型为基础,引入了Lemaitre损伤模型、基于临界面理论的非比例强化因子和粘塑性势函数修正系数,提出建立了一种适用于GH4169合金的多轴热机械疲劳粘塑性本构模型... 为了更加精确地描述GH4169合金的多轴热机械力学行为,以Chaboche粘塑性本构模型为基础,引入了Lemaitre损伤模型、基于临界面理论的非比例强化因子和粘塑性势函数修正系数,提出建立了一种适用于GH4169合金的多轴热机械疲劳粘塑性本构模型,来描述材料的循环软化、非比例硬化和非玛辛效应,并给出了本构模型各参数的获取方法。采用此本构模型,对GH4169合金的多轴和热机械力学行为进行了模拟研究,结果表明:在20℃时,分别对轴向加载、扭转加载、比例加载、45°非比例加载以及90°非比例加载这5种加载条件下的第200次循环的迟滞回线进行模拟,轴向的应力峰谷值均与试验值结果吻合;在650℃时,模拟比例加载、45°非比例加载和90°非比例加载这3种加载条件下的第200次循环的迟滞回线,结果与试验值基本吻合,证明了建立的模型适用于高温条件;模拟300℃、550℃和650℃这3种温度下的单轴轴向加载和圆形路径加载的迟滞回线,结果与试验值基本吻合;模拟同相位与反相位加载条件下的第200次循环迟滞回线,修正后的本构模型的模拟值与试验值吻合良好。 展开更多

关键词 GH4169 多轴疲劳 热机械疲劳 Chaboche模型 Lemaitre损伤模型 临界面理论 粘塑性势函数修正系数

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基于虚强度参数的塑性硬化模式 被引量：6

13

作者 白冰 李小春 +2 位作者 石露 袁维 汪海滨 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2012年第8期24-28,共5页

塑性理论中常采用等向硬化、随动硬化和混合硬化的假定来描述硬化函数的演化规律,这需要在屈服函数上增加相应的函数项,但这些关于硬化模式的假定不是必须的。提出了利用虚强度参数来描述介质塑性硬化规律,即在不改变屈服/破坏函数形式... 塑性理论中常采用等向硬化、随动硬化和混合硬化的假定来描述硬化函数的演化规律,这需要在屈服函数上增加相应的函数项,但这些关于硬化模式的假定不是必须的。提出了利用虚强度参数来描述介质塑性硬化规律,即在不改变屈服/破坏函数形式的条件下,只将其中的强度参数替换为塑性硬化参量的函数,便可以实现既避免硬化规律的先验假设,又可体现介质的硬化过程。采用一组煤岩的三轴加卸载试验数据研究了基于Coulomb-Mohr准则和基于Drucker-Prager准则及其强度参数的塑性硬化函数。结果表明,这2个函数的塑性硬化面子午线在应力空间中以平移和旋转2种方式体现介质的塑性硬化过程,并与已有煤岩试验数据一致。所提出的虚强度参数的概念为破坏准则中真实强度参数替换后作为硬化函数提供了一个逻辑的桥梁。 展开更多

关键词 虚强度参数 塑性硬化 屈服准则 后继屈服 破坏函数

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正常固结黏土的三维弹塑性本构模型 被引量：5

14

作者 杜修力 马超 路德春 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期235-241,共7页

?应力空间内的非线性统一强度理论,与普通应力空间内的Drucker-Prager强度理论的形式相同。类比剑桥模型采用应力参量p和q的建模方法,在?应力空间内建立了土的三维弹塑性本构模型。首先提出了新的剪胀方程,结合正交条件,以p?,q?作为应... ?应力空间内的非线性统一强度理论,与普通应力空间内的Drucker-Prager强度理论的形式相同。类比剑桥模型采用应力参量p和q的建模方法,在?应力空间内建立了土的三维弹塑性本构模型。首先提出了新的剪胀方程,结合正交条件,以p?,q?作为应力参量得到塑性势函数;其次模型建立过程中采用了修正剑桥模型的屈服面及非相关联流动法则;这种建模思路是一种新的直接建立三维弹塑性模型的方法。模型以岩土类材料的非线性统一强度理论为破坏条件,能够合理地反映岩土类材料的三维强度特性,较好地描述土体的变形特性,且能够退化为修正剑桥模型。 展开更多

关键词 土 三维化 剪胀方程 塑性势函数

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堆石料状态相关弹塑性本构模型 被引量：15

15

作者 刘斯宏 沈超敏 +1 位作者 毛航宇 孙屹 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2891-2898,共8页

堆石料的强度变形特性与初始孔隙及应力状态等因素相关。建立了能够预测不同初始孔隙与初始围压影响的堆石料弹塑性本构模型。在剑桥类本构模型框架内,模型能够反映随着孔隙与围压的增大,变形特性由剪胀趋于剪缩的规律。模型采用了基于... 堆石料的强度变形特性与初始孔隙及应力状态等因素相关。建立了能够预测不同初始孔隙与初始围压影响的堆石料弹塑性本构模型。在剑桥类本构模型框架内,模型能够反映随着孔隙与围压的增大,变形特性由剪胀趋于剪缩的规律。模型采用了基于颗粒体材料细观结构变化的屈服函数和非关联流动准则,提出了能够反映堆石料正常固结线不唯一的硬化参数。为了反映状态相关性,假定堆石料存在唯一的临界状态面,探讨了考虑状态相关性需要满足的数学条件,从而对剪胀方程与硬化参数进行了修正。提出了基于粒子群优化算法的模型参数快速确定方法,将某筑坝堆石料不同初始孔隙比与围压条件下模型预测结果与三轴试验结果对比,验证了模型的合理性。 展开更多

关键词 堆石料 弹塑性本构模型 状态相关性 屈服函数 剪胀方程 硬化规律

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一个基于细观结构的粗粒料弹塑性本构模型 被引量：11

16

作者 刘斯宏 邵东琛 +1 位作者 沈超敏 王子健 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期777-783,共7页

针对粗粒料的剪胀特性和强度非线性,在经典弹塑性理论框架内,建立了一个基于细观结构的粗粒料弹塑性本构模型。模型采用基于颗粒材料细观结构变化推导得到的屈服函数,在此基础上由非相关联流动法则得到的剪胀方程,结合粗粒料典型的三轴... 针对粗粒料的剪胀特性和强度非线性,在经典弹塑性理论框架内,建立了一个基于细观结构的粗粒料弹塑性本构模型。模型采用基于颗粒材料细观结构变化推导得到的屈服函数,在此基础上由非相关联流动法则得到的剪胀方程,结合粗粒料典型的三轴压缩试验结果,引入一种无黏性土的压缩模式,构造了能够统一描述粗粒料剪胀、剪缩特性的硬化参数。阐述了由常规三轴试验和等向压缩试验确定模型全部7个参数的方法。对3种粗粒料三轴压缩试验结果进行了预测,预测结果与试验结果吻合良好,说明模型能够合理地反映粗粒料的应力变形特性。 展开更多

关键词 粗粒料 细观结构 屈服函数 剪胀性 弹塑性本构模型

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岩石单轴压缩作用下变形局部化的梯度塑性解 被引量：6

17

作者 潘一山 贾晓波 宋义敏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期820-826,共7页

采用梯度塑性理论研究单轴压缩作用下岩石变形局部化,得到了单轴压缩作用下岩石变形局部化带宽度的一维、二维解析解,为实验测定内部材料长度参数提供了理论依据.

关键词 梯度塑性 内部长度 岩石变形局部化 单轴压缩 屈服函数

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海洋平台T、Y、K及搭接K型管接头的弹塑性有限元分析 被引量：6

18

作者 陈铁云 朱正宏 《海洋工程》 CSCD 北大核心 1992年第2期8-15,共8页

本文应用简单及具有较高计算效率的塑性节点法进行了管接头的弹塑性有限元分析。为了求解管接头的极限强度、安全系数和塑性场扩展的情况,文中就四种不同的管接头详细地研究了从弹性直至极限状态时,它们的弹塑性行为、热点的应变、交贯... 本文应用简单及具有较高计算效率的塑性节点法进行了管接头的弹塑性有限元分析。为了求解管接头的极限强度、安全系数和塑性场扩展的情况,文中就四种不同的管接头详细地研究了从弹性直至极限状态时,它们的弹塑性行为、热点的应变、交贯线处的应变集中系数和塑性区的扩展。计算结果与实验吻合较好,表明文中的分析是可行且可靠的。 展开更多

关键词 塑性区 极限强度 海洋平台 文中 低周疲劳 圆柱壳体 理想弹塑性材料 扩展情况 疲劳强度分析 屈服函数

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关于率无关塑性力学和广义塑性力学的评述 被引量：11

19

作者 胡亚元 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期128-131,共4页

关键词 率无关塑性力学 广义塑性力学 耗散函数 屈服面 塑性位势

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上海软土的非共轴修正的弹塑性模型 被引量：1

20

作者 董建国 张启辉 +1 位作者 李蓓 赵锡宏 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第7期774-778,共5页

根据上海粘性土在π平面上屈服函数的轨迹 ,将小应变的弹塑性本构方程推广为有限应变弹塑性模型 .在此基础上叠加非共轴项 。

关键词 上海软土 非共轴修正 弹塑性模型 屈服函数 弹塑性本构方程 塑性应变

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