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复合材料层合板低速冲击损伤分析的连续介质损伤力学模型 被引量:9
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作者 李念 陈普会 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期458-470,共13页
针对复合材料层合板低速冲击损伤问题,提出了一种各向异性材料连续介质损伤力学模型,模型涵盖损伤表征、损伤起始判定和损伤演化法则3个方面.通过材料断裂面坐标下的损伤状态变量矩阵完成损伤表征,并考虑断裂面角度的影响,建立了主轴坐... 针对复合材料层合板低速冲击损伤问题,提出了一种各向异性材料连续介质损伤力学模型,模型涵盖损伤表征、损伤起始判定和损伤演化法则3个方面.通过材料断裂面坐标下的损伤状态变量矩阵完成损伤表征,并考虑断裂面角度的影响,建立了主轴坐标系下的材料损伤本构关系.损伤起始由卜克(Puck)失效准则预测,损伤演化由断裂面上的等效应变控制,服从基于材料应变能释放的线性软化行为.模型区分了纤维损伤和基体损伤,并根据冲击载荷下层内产生多条基体裂纹继而扩展至界面形成层间裂纹(分层)的试验观察,引入基体裂纹饱和密度参数表征层间分层.以[0_3/45/-45]_S和[45/0/-45/90]_(4S)两种铺层的复合材料层合板为例,预测了不同冲击能量下复合材料层合板的低速冲击损伤响应参数,试验结果证明了连续介质损伤力学模型的有效性.模型在不同网格密度下的计算结果表明单元特征长度的引入可以在一定程度上降低损伤演化阶段对网格密度的依赖性. 展开更多
关键词 低速冲击 连续介质损伤力学模型 基体裂纹饱和密度参数 卜克准则 网格依赖性
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基于连续介质损伤力学的钛合金耐压球壳极限强度分析 被引量:1
2
作者 张博文 万正权 +2 位作者 赵青 徐强 张爱锋 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期92-102,共11页
本文在连续介质损伤力学理论框架下,以深海载人装备耐压球壳结构为研究对象,开展Bonora损伤模型适用性研究。首先,设计TA31钛合金加载卸载试验,依据试验结果,分析Bonora模型参数对材料应力应变响应的影响规律;随后,提出一种模型参数校... 本文在连续介质损伤力学理论框架下,以深海载人装备耐压球壳结构为研究对象,开展Bonora损伤模型适用性研究。首先,设计TA31钛合金加载卸载试验,依据试验结果,分析Bonora模型参数对材料应力应变响应的影响规律;随后,提出一种模型参数校准方法,依据试验数据确定TA31钛合金的模型参数;最后,将Bonora模型通过VUMAT子程序的形式嵌入到有限元软件中,开展钛合金球壳结构的极限强度分析,并与传统方法进行对比。研究结果表明,在耐压球壳极限强度分析中,引入Bonora模型可以准确模拟耐压球壳结构的失效模式和破坏压力。该模型在材料本构关系中考虑了屈服强度、抗拉强度以及最大塑性应变的影响,结构失效的物理意义更加明确,对材料性能的优化与提升具有指导意义。 展开更多
关键词 钛合金 耐压球壳 连续介质损伤力学 Bonora模型 数值模拟
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冻融循环作用下灰岩和石英岩力学特性及损伤本构模型试验研究 被引量:1
3
作者 刘先峰 王通 +3 位作者 李建国 袁胜洋 侯召旭 张俊 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应... 针对季冻区岩体工程中岩石的冻融劣化问题,选取具有代表性的灰岩和石英岩为试验对象,通过冻融循环试验、单轴压缩试验以及SEM扫描电镜试验对岩石的孔隙率、宏-细观破坏特征、力学特性以及能量演化规律进行研究。根据典型岩石的应力-应变曲线,基于Lemaitre平面应变理论和统计理论,将冻融循环作用产生的损伤效应耦合到损伤本构模型中,考虑压密段的影响,根据岩石的损伤本构方程和试验曲线特点分2段拟合本构方程。结果表明:冻融循环作用更易加剧高孔隙率灰岩的风化;随着冻融次数的增加,灰岩和石英岩的抗压强度均服从指数衰减;模型曲线的峰值点与试验曲线的峰值点较为接近,分段损伤本构模型与试验得到的曲线吻合较好,该损伤本构模型以及参数选取是正确可靠的。 展开更多
关键词 岩石工程 冻融循环 力学特性 能量演化 损伤本构模型
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冻融损伤石英岩力学特性及损伤本构模型 被引量:1
4
作者 侯召旭 刘先峰 +3 位作者 王通 张俊 袁胜洋 胡金山 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第1期177-185,共9页
西南艰险山区分布有大量岩质边坡,长期冻融作用引起岩体力学性能发生劣化,进一步导致边坡稳定性降低。为研究岩体在冻融作用下的损伤劣化规律,选取某高陡边坡工程的低孔隙率石英岩进行不同冻融循环次数条件下的单轴压缩试验,分析其力学... 西南艰险山区分布有大量岩质边坡,长期冻融作用引起岩体力学性能发生劣化,进一步导致边坡稳定性降低。为研究岩体在冻融作用下的损伤劣化规律,选取某高陡边坡工程的低孔隙率石英岩进行不同冻融循环次数条件下的单轴压缩试验,分析其力学劣化和能量演化规律,并基于能量演化规律提出岩石完全压密点的确定方法,以完全压密点为分段点建立考虑压密段的岩石分段损伤本构模型。研究结果表明:前期冻融循环作用对石英岩的影响较小,当冻融循环次数>40时,石英岩的力学性能出现明显劣化,破坏模式由剪切破坏逐渐向拉-剪复合破坏转变;确定弹性能耗比K(耗散能/弹性应变能)为1.2对应的点为完全压密点,压密应变随冻融循环次数的增加呈线性增大;考虑压密段的岩石分段损伤本构模型与试验数据的匹配度较好,可更准确地描述冻融损伤石英岩的变形破坏特性。 展开更多
关键词 冻融循环 石英岩 力学劣化 能量演化 完全压密点 分段损伤本构模型
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木屑-氯氧镁水泥复合材料力学性能及损伤本构模型研究
5
作者 冯沛洋 方强 +3 位作者 张华刚 喻涛 杨娇娇 宁攀 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第2期434-446,共13页
木屑-氯氧镁水泥复合材料(SMOCC)是以氯氧镁水泥为胶凝材料,木屑为填充材料,并掺加适当比例改性剂,施加5 MPa压力压制成型的新型建筑材料。为了探究SMOCC的基本力学性能和损伤演化规律,本文开展了立方体抗压、劈裂抗拉和不同加载速率下... 木屑-氯氧镁水泥复合材料(SMOCC)是以氯氧镁水泥为胶凝材料,木屑为填充材料,并掺加适当比例改性剂,施加5 MPa压力压制成型的新型建筑材料。为了探究SMOCC的基本力学性能和损伤演化规律,本文开展了立方体抗压、劈裂抗拉和不同加载速率下棱柱体受压试验。同时,基于试验结果,采用Lognormal和GaussAmp统计分布函数,结合等效应变原理,建立了不同加载速率下SMOCC的损伤构模型。结果表明:立方体抗压强度、劈裂抗拉强度及弹性模量均随着SMOCC表观密度的增大而增大;SMOCC峰值应变和峰值应力均随着加载速率的升高而减小;较低加载速率下,SMOCC内部缺陷及微裂纹发展更充分,应力-应变曲线初始压实阶段上凹更明显,脆性特征有所改善;与Lognormal统计分布函数相比,GaussAmp统计分布函数建立的本构模型能够更好地描述SMOCC单轴受压力学行为和损伤演化过程。研究成果可为SMOCC的设计和应用提供理论依据。 展开更多
关键词 木屑-氯氧镁水泥复合材料 力学性能 加载速率 损伤变量 本构模型
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不同含水率砂岩冻融力学特性及损伤模型研究
6
作者 梁勇 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期430-439,共10页
为研究冻融循环作用对砂岩物理力学特性的影响,针对不同含水质量分数的砂岩,开展不同冻融循环次数的冻融循环试验和单轴压缩试验。基于岩石损伤力学理论,构建砂岩冻融-载荷耦合损伤模型,并验证模型的可靠性。研究结果表明:随着冻融循环... 为研究冻融循环作用对砂岩物理力学特性的影响,针对不同含水质量分数的砂岩,开展不同冻融循环次数的冻融循环试验和单轴压缩试验。基于岩石损伤力学理论,构建砂岩冻融-载荷耦合损伤模型,并验证模型的可靠性。研究结果表明:随着冻融循环次数的增加,砂岩产生累积冻融损伤,导致其强度降低,变形量增加。冻融-载荷作用下岩石总损伤值的变化曲线整体呈“S”形,验证了该损伤模型对受载冻融砂岩力学特性的适配性。研究结论可为寒区隧道工程冻害灾变防治提供参考。 展开更多
关键词 冻融损伤 冻融循环 物理特性 力学特性 损伤模型 寒区隧道
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考虑初始压密阶段的充填节理岩石干湿循环单轴压缩损伤力学模型
7
作者 柴少波 宋博阳 +4 位作者 文成伍 宋浪 刘晋豪 史雷 赵川 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期185-196,共12页
充填节理岩石在干湿循环工况下的压缩过程出现明显的初始压密阶段,而现有岩石损伤模型很少考虑节理充填特性,并且不易准确描述初始压密阶段的非线性变形。鉴于此,本文将充填节理岩石抽象为由空隙和非空隙两部分组成,依据空隙部分的变形... 充填节理岩石在干湿循环工况下的压缩过程出现明显的初始压密阶段,而现有岩石损伤模型很少考虑节理充填特性,并且不易准确描述初始压密阶段的非线性变形。鉴于此,本文将充填节理岩石抽象为由空隙和非空隙两部分组成,依据空隙部分的变形协调关系,计算充填节理岩石的压密变形;基于统计损伤理论,以岩石微元强度为界限分析充填节理岩石的受力变形过程,建立了充填节理岩石的压密-弹塑性单轴压缩损伤力学方程。然后,提供了损伤力学模型中各参数的确定方法,并依据干湿循环作用下的充填节理岩石试样压缩试验数据完成了损伤力学模型的验证以及参数分析和损伤度分析。结果表明:干湿循环作用引起的岩样损伤程度随循环作用次数增加而逐渐提高,表现为空隙部分占比不断增加;由压缩作用引起的损伤逐渐滞后,反映出充填节理岩石的环境致劣特征。本文构建的模型能够较好地分析充填节理岩石在干湿循环作用下的压缩力学性能,具有一定的实际工程意义。 展开更多
关键词 充填节理 初始压密变形 损伤力学模型 干湿循环 累积损伤
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酸性环境干湿循环作用下石灰岩的物理力学特性及损伤本构模型研究
8
作者 周文强 张翔 范翔 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第8期3372-3381,共10页
为探究酸性干湿交替作用对石灰岩物理力学性能的影响,评价石灰岩岩体在此环境中的长期稳定性,以重庆市南川区金佛山甑子岩的石灰岩为研究对象,对中性与酸性环境干湿循环处理后的石灰岩岩样进行质量损失试验、吸水性试验、单轴压缩试验... 为探究酸性干湿交替作用对石灰岩物理力学性能的影响,评价石灰岩岩体在此环境中的长期稳定性,以重庆市南川区金佛山甑子岩的石灰岩为研究对象,对中性与酸性环境干湿循环处理后的石灰岩岩样进行质量损失试验、吸水性试验、单轴压缩试验和抗拉试验。结果表明:在同一pH的浸泡溶液条件下,随着干湿循环次数的增加,岩样的质量损失率和饱水率增加;抗拉强度、单轴抗压强度和弹性模量逐渐降低;在相同干湿循环次数条件下,浸泡溶液的pH越低,岩样的物理力学性能损失越严重。基于试验结果,采用损伤理论、Weibull分布、Lemaitre应变等效假说以及M-C(Mohr-Coulomb)强度准则,用二次函数表征石灰岩应力-应变曲线压密阶段的非线性特征,建立并验证了石灰岩的损伤本构模型。 展开更多
关键词 石灰岩 酸性环境 干湿循环 物理力学特性 损伤本构模型
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海洋浮游生态系统连续介质动力学模型的建立 被引量:8
9
作者 万振文 袁业立 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 1999年第6期663-670,共8页
运用质点、连续介质和状态变量等观点来描述海洋浮游生态系统,根据生物生命运动、生化反应、水动力学和物质守恒等基本规律,建立海洋浮游生态系统动力学的模型方程。推广地球流体力学的湍流二阶闭合理论,建立实用的雷诺平均生态系统... 运用质点、连续介质和状态变量等观点来描述海洋浮游生态系统,根据生物生命运动、生化反应、水动力学和物质守恒等基本规律,建立海洋浮游生态系统动力学的模型方程。推广地球流体力学的湍流二阶闭合理论,建立实用的雷诺平均生态系统动力学模型方程及其二阶相关项的闭合模型方程,将生态动力学状态变量的湍扩散参数化。本文还讨论了该模型与通常的N-P-Z-D模型的关系,提出了其适用范围。 展开更多
关键词 浮游生态系统 连续介质 力学模型 海洋生物
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不连续介质力学分析的块体-夹层模型 被引量:8
10
作者 张雄 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期323-331,共9页
基于岩体等不连续介质的实际结构特征,利用约束变分原理,建立了可同时用于不连续介质和连续介质力学分析的块体夹层模型.该方法利用拉格朗日乘子法和罚函数法把单元间的连续条件作为约束条件引入泛函中,把不连续介质问题和连续介... 基于岩体等不连续介质的实际结构特征,利用约束变分原理,建立了可同时用于不连续介质和连续介质力学分析的块体夹层模型.该方法利用拉格朗日乘子法和罚函数法把单元间的连续条件作为约束条件引入泛函中,把不连续介质问题和连续介质问题统一处理,既能方便地求解连续介质力学问题,更重要的是能方便地处理不连续介质力学问题,如岩体结构.由块体夹层模型可导出刚性有限元和弹性有限元(常应变元)的列式。 展开更多
关键词 块体-夹层模型 岩土工程 连续介质力学
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基于颗粒物质力学与连续介质热力学的岩土本构模型初探 被引量:3
11
作者 孔亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期1-6,共6页
首先简要介绍颗粒物质力学与模拟岩土材料本构特性的热力学方法,其次对力链及其对应的强弱网络的形成、力学特性与能量耗散特点与机制进行深入地分析,随后在Collins提出的土体热力学模型的基础上,考虑强弱网络结构的应力应变特征,引入... 首先简要介绍颗粒物质力学与模拟岩土材料本构特性的热力学方法,其次对力链及其对应的强弱网络的形成、力学特性与能量耗散特点与机制进行深入地分析,随后在Collins提出的土体热力学模型的基础上,考虑强弱网络结构的应力应变特征,引入合理的假设,探讨建立符合热力学原理的宏细观结合的岩土本构模型的思路与步骤。 展开更多
关键词 颗粒物质力学 连续介质力学 岩土材料 本构模型 宏细观
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基于损伤比强度理论的约束钢纤维混凝土塑性-损伤模型及应用 被引量:3
12
作者 丁发兴 邓亦南 吴霞 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期89-97,共9页
为建立钢纤维混凝土(SFRC)三轴塑性-损伤模型(CDP),采用普通混凝土三轴塑性-损伤模型构建方法,对已有钢纤维混凝土单轴力学性能试验数据库进行整理分析,提出适用于不同钢纤维体积分数下混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强... 为建立钢纤维混凝土(SFRC)三轴塑性-损伤模型(CDP),采用普通混凝土三轴塑性-损伤模型构建方法,对已有钢纤维混凝土单轴力学性能试验数据库进行整理分析,提出适用于不同钢纤维体积分数下混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量、受压峰值应变与受拉峰值应变的统一计算公式以及钢纤维混凝土单轴受压、受拉应力-应变骨架曲线和卸载刚度表达式。根据钢纤维混凝土损伤比强度理论,推荐了塑性-损伤模型中的三轴强度及其他参数,提出约束钢纤维混凝土三轴塑性-损伤模型。结果表明,在钢筋钢纤维混凝土简支梁静力加载、短柱轴压加载以及悬臂柱低周反复加载的有限元模型分析中,所提模型的计算结果与试验结果符合良好。 展开更多
关键词 钢纤维混凝土 力学性能 塑性-损伤模型 有限元分析
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基于连续介质损伤模型的复合材料连接件失效分析 被引量:3
13
作者 拓宏亮 马晓平 卢智先 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期848-855,共8页
对4种不同铺层顺序的复合材料销钉连接件进行了挤压试验,得到复合材料销钉连接件的挤压强度和弦向挤压刚度,分析了载荷方向偏角对失效模式、挤压强度和弦向挤压刚度的影响规律。基于连续介质损伤力学理论,建立了复合材料销钉连接件在挤... 对4种不同铺层顺序的复合材料销钉连接件进行了挤压试验,得到复合材料销钉连接件的挤压强度和弦向挤压刚度,分析了载荷方向偏角对失效模式、挤压强度和弦向挤压刚度的影响规律。基于连续介质损伤力学理论,建立了复合材料销钉连接件在挤压载荷下的三维非线性数值模型,其中,采用最大应变准则预测纤维损伤的萌生,损伤演化规律则采用双线性损伤本构关系。基于物理失效机制的Puck准则对基体损伤的起始进行判定,根据断裂面内的等效应变表征基体损伤的扩展。该模型还考虑了剪切非线性和就地强度效应对挤压强度和损伤扩展的影响。基于此模型分析了销钉连接件在挤压载荷下的失效模式、挤压强度和弦向挤压刚度。试验结果和计算结果较好吻合,验证了模型的准确性和适用性。 展开更多
关键词 复合材料 销钉连接 挤压强度 连续介质损伤力学 损伤扩展 有限元模型
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冲击荷载作用下冻融红砂岩动力特性及损伤模型 被引量:1
14
作者 于洋 江亲财 +3 位作者 王泽华 卢毓崟 郭啟翔 曾慧明 《煤炭学报》 北大核心 2025年第5期2437-2452,共16页
为研究冻融岩石在冲击荷载作用下的动态力学特性和损伤演化特征,以寒区红砂岩为研究对象,开展0、15、30、45、60次冻融循环试验和动态冲击试验,分析了应变率和冻融损伤对红砂岩动态力学特性的影响,在考虑损伤阈值的损伤演化方程基础上,... 为研究冻融岩石在冲击荷载作用下的动态力学特性和损伤演化特征,以寒区红砂岩为研究对象,开展0、15、30、45、60次冻融循环试验和动态冲击试验,分析了应变率和冻融损伤对红砂岩动态力学特性的影响,在考虑损伤阈值的损伤演化方程基础上,基于组合元件模型理论和统计损伤理论构建了冻融红砂岩的损伤黏塑性动态本构模型,并验证了模型的合理性及适用性。结果表明:红砂岩存在冻融循环效应和应变率效应,其动态峰值强度随应变率的增加或冻融循环次数的减少而降低,高应变率对冻融损伤的敏感性越强;引入动态峰值强度损失量γ可以消除冲击荷载作用下的应变率效应,能更直观地反映不同冲击荷载作用下冻融循环对岩石动态峰值强度的影响,冻融45次是损伤阈值点,经过45次之后冻融损伤趋于稳定;冻融与未冻融相比,内部形成了尺度较大的裂纹网络,破坏模式由劈裂向剪切破坏转变,冻融环境下力学特性劣化明显;砂岩的线弹性阶段表现明显在经过冻融循环之后,在D-P破坏准则的基础上,推导出了考虑损伤阈值的损伤演化方程,更具有合理性。基于朱-王-唐本构模型,引入了损伤体构建的黏弹塑性动态本构方程,体现本构模型的全面性;研究建立的动态本构模型很好地反映了红砂岩在受荷变形过程中所表现出的损伤软化、黏弹性和黏塑性等复杂特性,并且也反映出冻融损伤对红砂岩动态力学特性的影响;所得结论可为研究季节性高寒地区岩石的冲击动态破坏提供参考。 展开更多
关键词 冻融循环 动态力学 损伤演化 应变率效应 本构模型
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基于连续介质损伤力学的坑蚀钢筋高周疲劳寿命与损伤分析 被引量:10
15
作者 张昉 金伟良 +2 位作者 张军 毛江鸿 樊玮洁 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期405-411,426,共8页
以实测HRB400钢筋的疲劳损伤模型参数为基础,结合加速锈蚀钢筋蚀坑形貌和疲劳试验结果,通过二次开发在Abaqus平台上实现了坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测和损伤过程分析.结果表明:坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测结果与试验值吻合较好;坑蚀钢筋蚀... 以实测HRB400钢筋的疲劳损伤模型参数为基础,结合加速锈蚀钢筋蚀坑形貌和疲劳试验结果,通过二次开发在Abaqus平台上实现了坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测和损伤过程分析.结果表明:坑蚀钢筋高周疲劳寿命预测结果与试验值吻合较好;坑蚀钢筋蚀坑处存在应力集中,疲劳损伤主要集中在蚀坑底部附近,疲劳前期和中期损伤发展缓慢,疲劳后期疲劳损伤迅速累积;坑蚀钢筋弹性模量随循环加载次数的增加而降低;坑蚀钢筋蚀坑底部的应力在疲劳后期迅速降至较低值,并向周边转移,应力重新分布. 展开更多
关键词 锈蚀钢筋 蚀坑 高周疲劳 连续介质损伤力学 有限元分析
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石墨矿石动力学特性及本构模型研究
16
作者 叶海旺 李睿 +6 位作者 路东 于燕 余梦豪 雷涛 王其洲 李宁 Doumbouya Sekou 《爆破》 北大核心 2025年第3期26-36,152,共12页
为研究品位和动荷载耦合作用下晶质石墨矿石的动态力学响应特征,利用直径50 mm的分离式Hopkinson压杆试验装置对5.19%、10.79%、12.65%和15.50%四种不同品位的晶质石墨矿石试样开展了不同冲击气压下的动态压缩试验,对比分析了品位和应... 为研究品位和动荷载耦合作用下晶质石墨矿石的动态力学响应特征,利用直径50 mm的分离式Hopkinson压杆试验装置对5.19%、10.79%、12.65%和15.50%四种不同品位的晶质石墨矿石试样开展了不同冲击气压下的动态压缩试验,对比分析了品位和应变率对晶质石墨矿石动态力学特性和能耗特性的影响,并基于黏弹性朱-王-唐模型建立了考虑品位和应变率的晶质石墨矿石动态本构模型。试验结果表明:晶质石墨矿石动态抗压强度和峰值应变均随着应变率提高而逐渐增大,而弹性模量与应变率无关;随着品位的提高,矿石试样的初始压密变形量和峰值应变增大,动弹性模量、动态抗压强度及其率敏感性逐渐下降;此外,中低品位矿石的破碎程度在一定应变率范围内随能耗密度的增大而加剧,但高品位矿石破碎程度变化不大,表明品位对晶质石墨矿石的动态破碎行为有显著影响;建立考虑品位和应变率的晶质石墨矿石动态本构模型,通过对比所建立的动态本构模型和试验得到的动态应力-应变曲线,验证了模型的准确性和适用性,为晶质石墨矿石在动荷载作用下的力学行为研究提供了理论支持。 展开更多
关键词 岩石动力学 SHPB试验 石墨矿石 损伤本构模型
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考虑低应力循环影响的风电结构疲劳损伤模型
17
作者 戴靠山 杜航 +3 位作者 罗宇骁 熊川楠 李源 孙仲泽 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期522-530,共9页
为更精确地预测风电支撑结构焊缝与螺栓在含大量低应力循环(低于疲劳极限)的变幅荷载作用下的疲劳寿命,提出一种考虑低应力损伤饱和效应和强化效应的风电结构疲劳损伤评估模型。该模型在前人提出的非线性连续介质损伤力学(NLCD)模型基础... 为更精确地预测风电支撑结构焊缝与螺栓在含大量低应力循环(低于疲劳极限)的变幅荷载作用下的疲劳寿命,提出一种考虑低应力损伤饱和效应和强化效应的风电结构疲劳损伤评估模型。该模型在前人提出的非线性连续介质损伤力学(NLCD)模型基础上,引入新的特征变量对原有模型进行改进,对所搜集的相关高、低应力变幅疲劳试验数据进行分析拟合,将所提模型与工程中广泛使用的Miner准则和原NLCD模型进行对比。结果表明,在低应力循环占比较高的情况下,Miner准则无法考虑低应力循环的损伤贡献而导致预测结果偏高,NLCD模型考虑到每次低应力循环的损伤无限累加而导致预测结果趋于保守。相比之下,修正模型具有更优的精度,同时能较好地预测疲劳寿命随高应力幅值、低应力幅值、高-低应力循环周次比等参数的变化趋势,初步验证了所提出模型的有效性和正确性。 展开更多
关键词 风电机组 疲劳损伤 强化效应 损伤饱和 非线性连续介质损伤力学模型
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面向大角度座椅研发的后倾坐姿乘员损伤仿生模型开发及验证
18
作者 李海岩 张胜娇 +4 位作者 王彦鑫 张欣玉 崔世海 贺丽娟 吕文乐 《汽车工程》 北大核心 2025年第8期1588-1595,1626,共9页
智能汽车的快速推广使得零重力座椅有了更多的应用场景,这给后倾坐姿乘员约束系统设计带来全新的挑战。为弥补现今碰撞测试假人对后倾坐姿乘员安全研发的局限性,本研究基于图斯特第五百分位女性(TUST IBMs F05)和第五十百分位男性(TUST ... 智能汽车的快速推广使得零重力座椅有了更多的应用场景,这给后倾坐姿乘员约束系统设计带来全新的挑战。为弥补现今碰撞测试假人对后倾坐姿乘员安全研发的局限性,本研究基于图斯特第五百分位女性(TUST IBMs F05)和第五十百分位男性(TUST IBMs M50)乘员损伤仿生模型,通过姿态调整重建,开发后倾坐姿乘员损伤仿生模型,并通过重构尸体试验验证模型有效性。试验结果表明两种模型位移-时间曲线均落在尸体通道内,该模型在胸腰椎、骨盆几何形态上符合真实的人体结构,其他软组织亦兼具详细、逼真的解剖学结构和网格质量良好的优点,具有较高的生物逼真度。模型可为研究后倾坐姿乘员碰撞损伤机理、制订安全防护策略和相关法规提供可靠的基础数据,也为大倾角汽车座椅开发及安全和舒适性测评提供高效的计算工具。 展开更多
关键词 后倾坐姿乘员 损伤生物力学模型 50th百分位男性 5th百分位女性 大角度座椅
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岩石非线性黏弹塑性损伤蠕变模型研究
19
作者 陈有亮 肖鹏 +2 位作者 杜曦 王苏然 RAFIG A 《应用力学学报》 北大核心 2025年第1期133-140,共8页
准确描述岩石蠕变行为的各阶段特征对岩石力学与岩体工程的研究具有重要的意义。由于经典元件组合模型不能较好地描述岩石蠕变过程中的非线性特征,基于损伤力学理论及Kachanov蠕变损伤演化规律,通过改进传统的Kelvin模型和村山体模型,... 准确描述岩石蠕变行为的各阶段特征对岩石力学与岩体工程的研究具有重要的意义。由于经典元件组合模型不能较好地描述岩石蠕变过程中的非线性特征,基于损伤力学理论及Kachanov蠕变损伤演化规律,通过改进传统的Kelvin模型和村山体模型,建立起能够描述岩石衰减蠕变阶段和加速蠕变阶段的非线性函数。将弹性体、线性Kelvin体、非线性Kelvin体、损伤黏弹塑性体进行串联,建立能够同时描述岩石瞬时弹性应变、非线性黏弹性应变、非线性黏塑性应变和黏性应变的非线性黏弹塑性损伤蠕变模型,采用Origin软件的Levenberg-Marquardt算法对模型参数进行了辨识,最后通过用不同应力水平下的砂岩单以及三轴压缩蠕变试验,验证该模型的合理性。结果表明:试验曲线和理论曲线的吻合度较高,所建模型不仅能够准确地描述岩石的瞬时弹性应变阶段、等速蠕变阶段的蠕变曲线特征,而且能够较好地描述衰减蠕变阶段和加速蠕变阶段蠕变曲线的非线性特征,验证了该模型的合理性与准确性。 展开更多
关键词 岩石力学 损伤 非线性 加速蠕变 黏弹塑性蠕变模型
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基于有效应力正负分解的木材三维弹塑性损伤模型
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作者 王明谦 《土木工程学报》 北大核心 2025年第2期25-32,共8页
准确描述木材的损伤演化过程对于木结构的制造、施工和后期维护具有重要意义。为合理反映木材不同方向损伤的相互影响,根据热力学第二定律建立了的双标量弹塑性损伤模型。采用Hill屈服准则和Voce模型更新木材的有效应力和塑性应变。根... 准确描述木材的损伤演化过程对于木结构的制造、施工和后期维护具有重要意义。为合理反映木材不同方向损伤的相互影响,根据热力学第二定律建立了的双标量弹塑性损伤模型。采用Hill屈服准则和Voce模型更新木材的有效应力和塑性应变。根据有效应力正负分解和损伤能释放率识别受拉和受压不同的损伤起始点。通过2种标量形式的损伤变量分别追踪木材受拉和受压损伤演化过程。通过编写用户自定义子程序UMAT将本构模型嵌入商业有限元软件ABAQUS。根据已有木材单轴和双轴受力试验结果对本构模型进行验证。计算结果表明,弹塑性损伤本构模型能够准确表征木材的非线性受力行为。基于有效应力正负分解和能量释放率的损伤识别方法能够合理表征木材在双轴受拉和双轴受压状态下的强度包络线。 展开更多
关键词 木材 弹塑性损伤模型 有效应力正负分解 力学
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