基于摩尔-库仑模型的非线性本构模型的开发及其在应变局部化中的应用 被引量：16

1

作者 陶帅 王学滨 +1 位作者 潘一山 王玮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期403-407,共5页

以FLAC中的Mohr-Coulomb(M-C)本构模型为基础,在C++环境下实现了考虑拉伸截断的非线性本构模型的二次开发。针对应力及位移的分布规律,将理想弹塑性的Hoek-Brown(H-B)本构模型、M-C本构模型及自定义本构模型的数值解及H-B本构模型的理... 以FLAC中的Mohr-Coulomb(M-C)本构模型为基础,在C++环境下实现了考虑拉伸截断的非线性本构模型的二次开发。针对应力及位移的分布规律,将理想弹塑性的Hoek-Brown(H-B)本构模型、M-C本构模型及自定义本构模型的数值解及H-B本构模型的理论解进行了比较,验证了自定义本构模型的正确性。采用弹-脆-塑性的自定义本构模型,以先加载,后挖洞的方式模拟了圆形巷道围岩的应变局部化过程,在计算模型的边界条件对称及均质本构参数的条件下,模拟出了4个对称的V型坑,模拟结果与静水压力条件下岩爆的现场观测及试验结果吻合,而采用接近脆性的H-B应变软化模型所得结果的对称性较差。 展开更多

关键词 Mohr-Coulomb本构模型 Hoek-Brown本构模型 非线性本构模型 圆形巷道 应变局部化 V形坑

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基于遗传算法的改性渣土非线性本构模型参数识别 被引量：7

2

作者 上官子昌 李守巨 +2 位作者 孙伟 栾茂田 刘博 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期915-917,共3页

根据渣土三轴压缩实验观测数据,建立了基于遗传算法的改性渣土非线性本构模型参数反演方法。以三维有限元模拟的应变值与三轴压缩实验观测应变数据残差平方和最小为参数反演的目标函数。为解决简单遗传算法的早熟和收敛速度慢等问题,采... 根据渣土三轴压缩实验观测数据,建立了基于遗传算法的改性渣土非线性本构模型参数反演方法。以三维有限元模拟的应变值与三轴压缩实验观测应变数据残差平方和最小为参数反演的目标函数。为解决简单遗传算法的早熟和收敛速度慢等问题,采用了浮点编码模式和基于排序的选择策略;提出了针对参数识别反问题的罚函数形式。实际应用结果表明,所提出的参数反演方法具有较快的收敛速度;预测的模型变形与实验观测值具有较高的拟合精度。 展开更多

关键词 遗传算法 改性渣土 非线性本构模型 参数反演 全局最优

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基于结构性黄土联合强度的邓肯–张非线性本构模型 被引量：13

3

作者 刘军定 李荣建 +3 位作者 孙萍 王治军 骆建文 李振菲 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S1期124-128,共5页

基于Mohr–Coulomb强度准则建立的邓肯–张非线性本构模型可以较好地反映土体抗剪强度特性,但是不适宜反映土体的抗拉强度特性。为了合理反映结构性黄土的抗拉强度,首先,通过在邓肯–张非线性本构模型中引入联合强度准则,基于联合强度... 基于Mohr–Coulomb强度准则建立的邓肯–张非线性本构模型可以较好地反映土体抗剪强度特性,但是不适宜反映土体的抗拉强度特性。为了合理反映结构性黄土的抗拉强度,首先,通过在邓肯–张非线性本构模型中引入联合强度准则,基于联合强度准则重新确定了土的强度(1 3?-?)f,从而对破坏应力比Rf进行了修正;然后,用修正后的破坏应力比Rf重新确定了切线变形模量Et;最后,用修正后的切线变形模量Et对切线泊松比νt进行了修正,从而建立了基于联合强度理论的邓肯–张模非线性本构模型,为邓肯–张非线性本构模型在结构性黄土边坡的稳定性研究中,合理考虑结构性黄土的抗拉强度特性的作用提供了一种新的方法和途径。 展开更多

关键词 联合强度 抗拉强度 邓肯–张非线性本构模型 破坏应力比

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遗传算法的堆石料非线性本构模型参数反演方法 被引量：3

4

作者 李守巨 于申 +1 位作者 李德 武力 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第9期1199-1203,共5页

为了解决现有的堆石料非线性本构模型参数估计方法预测精度低问题,提出了基于遗传算法的材料非线性本构模型参数反演方法.采用Duncan-Chang非线性本构模型描述堆石料的应力-应变特性.建立了堆石料三轴压缩实验轴向应变与垂直载荷关系的... 为了解决现有的堆石料非线性本构模型参数估计方法预测精度低问题,提出了基于遗传算法的材料非线性本构模型参数反演方法.采用Duncan-Chang非线性本构模型描述堆石料的应力-应变特性.建立了堆石料三轴压缩实验轴向应变与垂直载荷关系的近似解析计算方法.根据实验室堆石料三轴压缩实验观测数据,反演得到了堆石料的本构模型参数.研究结果表明:与现有的参数估计方法相对比,新方法预测的应变值与实验观测值具有较高的拟合精度. 展开更多

关键词 参数反演 遗传算法 非线性本构模型 实验研究 堆石料 解析求解 预测 三轴压缩试验

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基于综合结构势的黄土结构性非线性本构模型研究 被引量：6

5

作者 罗爱忠 陈昌禄 +1 位作者 方娟 邵生俊 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第12期77-82,共6页

非线性本构模型由于其原理简单,计算方便,所以是当前工程界普遍采用的本构模型之一;但是当其应用到黄土区域工程计算时,由于结构性的存在,使得采用非饱和本构模型模拟出的结果与实际存在一定的差距。为了解决上述存在的问题,以黄土为研... 非线性本构模型由于其原理简单,计算方便,所以是当前工程界普遍采用的本构模型之一;但是当其应用到黄土区域工程计算时,由于结构性的存在,使得采用非饱和本构模型模拟出的结果与实际存在一定的差距。为了解决上述存在的问题,以黄土为研究对象,基于综合结构势的思想,首先分析了三轴压缩应力作用下的黄土的结构性宏观应力应变特性及其综合结构势的变化规律;进一步将综合结构势引入引入现有的非线性本构模型,建立了考虑结构性的黄土的非线性本构模型;最后通过与试验数据的对比分析,验证了该模型的合理性及预测结果的准确性。 展开更多

关键词 黄土 结构性 综合结构势 非线性本构模型

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TATB基PBX的准静态拉压非线性本构模型及其应用(英文) 被引量：2

6

作者 唐维 袁洪魏 +2 位作者 温茂萍 赵龙 颜熹琳 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期701-707,共7页

高聚物粘结炸药(PBX)的应力应变曲线普遍存在非线性显著和对称性较差的特点,本构模型构建困难是炸药材料力学性能研究中的一个难题。以PBX‐901为研究对象,开展了不同温度下的单轴拉伸和单轴压缩试验,根据获得的S型应力应变曲线,基于Bol... 高聚物粘结炸药(PBX)的应力应变曲线普遍存在非线性显著和对称性较差的特点,本构模型构建困难是炸药材料力学性能研究中的一个难题。以PBX‐901为研究对象,开展了不同温度下的单轴拉伸和单轴压缩试验,根据获得的S型应力应变曲线,基于Boltzmann函数分别推导建立了一种四参数本构模型和一种双参数本构模型。结果表明:较之于四参数本构模型,双参数本构模型的参数确定不需要参数拟合,仅采用压缩强度和初始段弹性模量解析求解的方式获取即可,描述精度误差低于5%。最后采用ANSYS软件的二次开发模块,实现了双参数本构模型在巴西圆盘试验中的数值模拟应用,试验结果和数值模拟结果的对比分析显示二者的相对误差仅5.11%,表明所建立的双参数本构模型的描述精度满足工程需要。 展开更多

关键词 高聚物粘结炸药(PBX) 非线性本构模型 Boltzmann函数 S型应力应变曲线 巴西圆盘试验

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真三轴条件下原状黄土的非线性本构模型 被引量：2

7

作者 方瑾瑾 冯以鑫 +2 位作者 赵伟龙 王立平 余永强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期517-528,共12页

为了研究复杂应力条件下非饱和原状黄土的非线性本构模型,通过考虑真三轴条件下中主应力和吸力对大主应变的影响,提出了一个考虑中主应力影响的非饱和原状黄土的非线性本构模型。该模型包含12个参数,均可由常含水率非饱和土真三轴试验... 为了研究复杂应力条件下非饱和原状黄土的非线性本构模型,通过考虑真三轴条件下中主应力和吸力对大主应变的影响,提出了一个考虑中主应力影响的非饱和原状黄土的非线性本构模型。该模型包含12个参数,均可由常含水率非饱和土真三轴试验确定。研究了中主应力对土体变形和强度的影响,探讨了模型参数的变化规律。初始吸力一定时,土体的黏聚力随着中主应力的增大而增大,而内摩擦角随着中主应力的增大呈线性减小趋势。当吸力小于162 kPa时,吸力摩擦角等于21.8°;当吸力大于162 kPa时,吸力摩擦角等于5.5°。初始吸力相同时,不同中主应力条件下土体的体积模量可取为常数。利用该模型预估了常含水率真三轴等向固结试验的吸力变化规律,理论结果与试验结果比较接近。但是对于真三轴剪切试验吸力的预估还需要进行深入探讨。 展开更多

关键词 非线性本构模型 非饱和土真三轴仪 中主应力 参数

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基于幂函数关系的黏土非线性本构模型

8

作者 蔡燕燕 郑春婷 +2 位作者 戚志博 穆康 俞缙 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第4期126-130,共5页

结合软黏土双曲线模型和指数模型的切线模量公式,引入一个新参数——切线模量指数θ,提出改进的切线模量公式,进而推导出基于幂函数关系的软黏土非线性本构模型.该模型包含可由常规三轴试验确定的6个参数,数学关系简单且能克服传统模型... 结合软黏土双曲线模型和指数模型的切线模量公式,引入一个新参数——切线模量指数θ,提出改进的切线模量公式,进而推导出基于幂函数关系的软黏土非线性本构模型.该模型包含可由常规三轴试验确定的6个参数,数学关系简单且能克服传统模型的数学缺陷.通过讨论试验数据,表明切线模量指数θ与土体本身的力学性质、外界条件等因素有关,而与围压无关,进一步验证新模型中3个特征量的独立性.最后通过模拟两组他人的黏土三轴试验数据,证明新模型的模拟效果优于传统的双曲线模型与指数模型. 展开更多

关键词 幂函数模型 切线模量 黏土 非线性本构模型 切线模量指数

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考虑颗粒破碎的冻结砂土非线性本构模型研究 被引量：3

9

作者 罗飞 何俊霖 +2 位作者 朱占元 吕思清 漆宇轩 《地质力学学报》 CSCD 2018年第6期871-878,共8页

颗粒破碎是粒状材料在高应力状态下的一种基本现象。为了研究冻结砂土中颗粒破碎对应力应变关系的影响,将冻结砂土视为复合颗粒材料,忽略冰的压融,考虑内摩擦角随应力状态的变化,构建一个适用于冻结砂土的考虑颗粒破碎的非线性本构模型... 颗粒破碎是粒状材料在高应力状态下的一种基本现象。为了研究冻结砂土中颗粒破碎对应力应变关系的影响,将冻结砂土视为复合颗粒材料,忽略冰的压融,考虑内摩擦角随应力状态的变化,构建一个适用于冻结砂土的考虑颗粒破碎的非线性本构模型。构建过程分为三步,首先是基于三轴剪切前后颗粒分析对冻结砂土颗粒破碎模式和产生机理进行探讨;其次是基于考虑颗粒破碎的能量平衡方程,对冻土在三轴剪切试验过程中的颗粒破碎耗能进行分析,结果表明颗粒破碎耗能随轴向应变呈双曲线变化趋势;最后应用考虑颗粒破碎的剪胀方程修正沈珠江三参数非线性模型中的体积切线模量ν_t,得到一个考虑颗粒破碎的非线性本构模型,模型参数可以通过单轴压缩试验和常规三轴试验确定。将原模型和修正后模型的计算结果与控制温度为-6℃,围压为1 MPa、4 MPa、6 MPa、8 MPa和10 MPa时冻结砂土的试验结果进行对比,结果表明该模型能够较好的模拟冻结砂土从低围压到高围压的应变软化特征与剪胀特征。 展开更多

关键词 冻结砂土 颗粒破碎 能量原理 非线性本构模型

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考虑初始级配影响的粗粒土非线性弹性模型研究 被引量：2

10

作者 张春顺 林正鸿 +1 位作者 杨典森 陈嘉瑞 《岩土力学》 北大核心 2025年第3期750-760,共11页

大量研究表明,粗粒材料的强度和变形特性受初始颗粒级配(grain size distribution,简称GSD)影响显著。然而,当前关于考虑颗粒初始GSD影响的粗粒材料本构模型的研究尚不多见。通过引入能够反映颗粒破碎难易程度的初始级配指标?,将材料初... 大量研究表明,粗粒材料的强度和变形特性受初始颗粒级配(grain size distribution,简称GSD)影响显著。然而,当前关于考虑颗粒初始GSD影响的粗粒材料本构模型的研究尚不多见。通过引入能够反映颗粒破碎难易程度的初始级配指标?,将材料初始GSD和终极GSD相联系,系统地探究并阐明了?对粗粒材料峰值抗剪强度qp和峰值应变εap以及e-p平面临界状态线(critical state line,简称CSL)位置的影响机制。针对?对qp和εap影响的研究表明,随着?增加,qp降低;而εap则随着?的增加而增加。结合上述结论,以沈珠江提出的驼峰型二次曲线模型为基础,建立了考虑初始级配和围压影响的切线杨氏模量;针对?对CSL位置影响的研究显示,随着?减小,CSL向下移动的同时还会沿逆时针方向旋转。基于此结论,以临界状态土力学为框架,通过引入状态参数,建立了考虑初始级配和围压影响与状态相关的切线泊松比。对一种粗粒材料而言,该模型只用一套模型参数,且模型预测结果与试验结果较为吻合。 展开更多

关键词 初始级配 非线性弹性本构模型 粗粒土 应力-应变关系

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基于有限状态机实现Davidenkov本构模型的研究

11

作者 董正方 李浩杰 +1 位作者 王永锋 金德印 《地震工程学报》 北大核心 2025年第2期351-360,共10页

为解决传统编程方法在实现非线性本构模型时的可维护性差、二次开发困难等问题,基于有限状态机(FSM)原理,提出状态模式驱动和数表驱动的两种编程实现方法;通过对两种编程方法的对比,认为FSM结合数表驱动的方法更适合编写非线性本构程序... 为解决传统编程方法在实现非线性本构模型时的可维护性差、二次开发困难等问题,基于有限状态机(FSM)原理,提出状态模式驱动和数表驱动的两种编程实现方法;通过对两种编程方法的对比,认为FSM结合数表驱动的方法更适合编写非线性本构程序;随后对Davidenkov本构模型滞回曲线进行修正,提出两种滞回曲线构造形式:指向失效点型和指向修正点型。改进的Davidenkov本构模型纠正了“n倍法”模型在失效后,剪应变反向达到上限,而剪应变未进入失效状态的缺点,使得改进的Davidenkov本构模型在模拟土动应力-应变关系时更加合理,尤其是指向失效点模型在多次加卸载作用下,对土体剪切刚度的模拟情况更为精确;为验证基于FSM编制的本构程序具有可维护性强、二次开发简单等特点,依据FSM结合数表驱动的方法编制了Davidenkov及其修正的本构模型程序,以验证该方法的有效性与正确性。 展开更多

关键词 岩土动力学 非线性本构模型 有限状态机 Davidenkov本构模型 二次开发

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高地应力-化学侵蚀耦合作用下炭质板岩蠕变试验及非线性蠕变损伤模型 被引量：1

12

作者 陈秋南 贺泳超 +2 位作者 陈湘生 谢云鹏 黄小城 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期789-798,共10页

为克服高程障碍并降低施工风险,可采用长大隧道穿越崇山峻岭,但这些隧道往往处于深埋高地应力环境,并受到化学侵蚀影响。为了解决此问题,以丽江—香格里拉炭质板岩大变形隧道为研究对象,采用室内试验和理论推导,研究深埋炭质板岩隧道受... 为克服高程障碍并降低施工风险,可采用长大隧道穿越崇山峻岭,但这些隧道往往处于深埋高地应力环境,并受到化学侵蚀影响。为了解决此问题,以丽江—香格里拉炭质板岩大变形隧道为研究对象,采用室内试验和理论推导,研究深埋炭质板岩隧道受化学侵蚀作用下的围岩变形特性。在Poyting-Thomson体蠕变体的基础上,根据模型元件的力学特性,叠加了损伤元件、化学损伤元件和非线性元件,提出高地应力-化学侵蚀耦合作用下炭质板岩非线性蠕变损伤本构关系。研究结果表明:1)炭质板岩试样受化学侵蚀影响显著,侵蚀90 d试样所产生的轴向蠕变应变为侵蚀0 d试样的2.02倍,侵蚀60 d试样所产生的径向蠕变为侵蚀0 d试样的1.85倍;2)受侵蚀的炭质板岩试样在三轴压缩状态下破裂以斜向贯通裂隙为主,并产生一定的滑移错动裂隙,且沿轴线的拉伸劈裂破坏受围压作用抑制明显,未产生竖向贯通裂隙。 展开更多

关键词 炭质板岩隧道 高地应力 化学侵蚀 耦合作用 蠕变试验 非线性蠕变损伤本构模型

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岩石疲劳应力等效化及非线性疲劳变形本构模型 被引量：5

13

作者 唐欣 俞缙 +3 位作者 林立华 高海东 李刚 林植超 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期102-111,I0004,共11页

传统的岩石疲劳本构模型对循环加卸载次数敏感性方面存在明显不足,无法准确描述残余变形与疲劳损伤进程的关系。在蠕变与疲劳试验基础上,通过对岩石蠕变和疲劳的时间(循环次数)与变形归一化,分析验证了两者间存在某种"同源性"... 传统的岩石疲劳本构模型对循环加卸载次数敏感性方面存在明显不足,无法准确描述残余变形与疲劳损伤进程的关系。在蠕变与疲劳试验基础上,通过对岩石蠕变和疲劳的时间(循环次数)与变形归一化,分析验证了两者间存在某种"同源性"。运用流变理论描述疲劳荷载下岩石变形全过程,基于等寿命Gerber曲线方程与Goodman直线方程,提出了通过疲劳寿命与应力关系的方式,定义了一种新的疲劳应力等效方法。用村山黏弹塑性体替换Kelvin黏弹性体,并加入开关函数和岩石完整度参数对Bingham黏塑性体进行改造,建立了一种新的7参数岩石非线性疲劳变形本构模型。该模型能较好地表征疲劳荷载下岩石减速、等速和加速疲劳变形的全过程,其加速疲劳变形段的完整度参数随着循环次数N增加而减小,能够体现疲劳损伤对加卸载次数因素的敏感性。 展开更多

关键词 疲劳变形 应力等效 西原模型 村山体 非线性本构模型

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一种适合橡胶类材料的非线性粘弹性本构模型 被引量：11

14

作者 安群力 危银涛 杨挺青 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期37-41,共5页

借助非线性流变模型建立大变形情况非线性粘弹材料的本构关系 ,考虑到大多数橡胶类材料具有的几乎不可压缩性 ,以及体积响应和剪切响应的流变性能不同 ,将变形梯度乘法分解为等容部分和体积变形部分 ,给出了一种适合橡胶类材料的非线性... 借助非线性流变模型建立大变形情况非线性粘弹材料的本构关系 ,考虑到大多数橡胶类材料具有的几乎不可压缩性 ,以及体积响应和剪切响应的流变性能不同 ,将变形梯度乘法分解为等容部分和体积变形部分 ,给出了一种适合橡胶类材料的非线性粘弹性本构模型 ,并模拟了粘滞效应。对于极快或极慢的过程 ,该模型退化为橡胶弹性理论 ;在小变形情况下退化为经典的广义Maxwell粘弹性材料。模型与热力学第二定律相容 ,适合于大规模数值分析。 展开更多

关键词 橡胶 有限变形 非线性粘弹性本构模型 非线性流变模型 粘滞效应 广义Maxwell粘弹性材料 弹性理论

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考虑循环软化的非线性动力本构模型在FLAC^(3D)中的实现 被引量：4

15

作者 徐令宇 蔡飞 +1 位作者 陈国兴 王国新 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期3329-3335,共7页

已有震害研究表明,震后边坡会因持续变形而破坏,且伴随着土体强度逐渐降低的现象,即土的循环软化行为。因此,有必要研究考虑循环软化的非线性动力本构模型以用于复杂条件下地震边坡稳定性分析。在已有的非线性动力本构模型基础上,提出... 已有震害研究表明,震后边坡会因持续变形而破坏,且伴随着土体强度逐渐降低的现象,即土的循环软化行为。因此,有必要研究考虑循环软化的非线性动力本构模型以用于复杂条件下地震边坡稳定性分析。在已有的非线性动力本构模型基础上,提出了考虑循环软化的处理方法。同时,在FLAC^(3D)平台上实现了本构模型二次开发,并通过了理论公式与已有文献中试验数据的验证。结果表明:计算出的骨干曲线与理论公式一致,且计算出的动剪切模量比及阻尼比与试验数据吻合较好,能够克服Hardin-Drnevich模型和Davidenkov模型在较大应变处(>0.01%)过高地估算阻尼比的缺陷;考虑了循环软化后,计算出的剪切强度有明显降低,且当遇到骨干曲线剪应力可以连续地过渡到软化后的主干曲线上,模型的收敛性较好。所开发的本构模型可为大应变条件下软土场地及边坡地震灾害评估提供支持。 展开更多

关键词 非线性动力本构模型 循环软化 本构模型二次开发 数值试验 有限差分法

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一种土的非线性弹性本构模型参数的反演方法 被引量：4

16

作者 刘增荣 崔伟华 王鑫 《工程地质学报》 CSCD 2008年第3期338-341,共4页

旨在提出一种土的非线性弹性本构模型参数反演的方法。以现今普遍实行的地基载荷试验为基础,依据遗传算法的组合优化理论,采用正演计算和遗传算法优化相结合的方式,建立了土层非线性弹性本构模型参数反演的方法;并依据某黄土场地地基载... 旨在提出一种土的非线性弹性本构模型参数反演的方法。以现今普遍实行的地基载荷试验为基础,依据遗传算法的组合优化理论,采用正演计算和遗传算法优化相结合的方式,建立了土层非线性弹性本构模型参数反演的方法;并依据某黄土场地地基载荷试验数据,实施了黄土土层非线性弹性本构模型参数反演的全过程。计算结果表明,所建立的方法可以实现土层非线性弹性本构模型中相互关联的多个参数的组合优化,并在对初始值要求较低的情况下,可以获得良好的参数反演精度。从而为土的变形特性分析和土与其中及相邻结构的共同作用分析,提供了较好的土体本构模型参数的确定方法。 展开更多

关键词 土层非线性弹性本构模型 参数反演 组合优化

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基于Hardin骨架曲线的粗粒土非线性动本构模型 被引量：1

17

作者 李扬波 张家生 +2 位作者 朱志辉 王晅 陈文胜 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期19-30,共12页

为研究高速铁路路基粗粒土填料在列车荷载作用下的动力特性,使用大型动三轴实验仪对粗粒土填料开展了动力变形特性试验研究。以Hardin-Drnevich骨架曲线为基础,采用Masing准则构造了粗粒土加载、卸载的动应力动应变关系滞回曲线;推导了... 为研究高速铁路路基粗粒土填料在列车荷载作用下的动力特性,使用大型动三轴实验仪对粗粒土填料开展了动力变形特性试验研究。以Hardin-Drnevich骨架曲线为基础,采用Masing准则构造了粗粒土加载、卸载的动应力动应变关系滞回曲线;推导了粗粒土的Hardin-Drnevich骨架曲线和加载、卸载滞回曲线上增量剪切模量表达式。利用ABAQUS软件的UMAT子程序编制了基于Hardin-Drnevich骨架曲线和广义Masing准则的粗粒土非线性动本构模型子程序。通过与三轴试验结果比较,验证所建立粗粒土非线性动本构模型的正确性。将该本构模型应用到高速铁路路基动力响应分析中,模拟结果与模型试验数据吻合较好。相对于摩尔库伦本构模型,该本构模型能够更好地反映铁路路基动力响应特性。 展开更多

关键词 高速铁路 粗粒土 非线性动本构模型 动剪切模量 应力应变滞回曲线

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循环加载下复合推进剂的非线性热粘弹性本构模型 被引量：3

18

作者 童心 许进升 李博 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期195-203,共9页

复合推进剂在动态加载下伴随着自热效应,即存在明显的温度升高现象。为了定量描述这种热力耦合特性,基于不可逆热力学理论建立了非线性热粘弹性本构模型和相应的数值算法,编写了基于Abaqus的用户子程序,并通过实验验证了数值算法的正确... 复合推进剂在动态加载下伴随着自热效应,即存在明显的温度升高现象。为了定量描述这种热力耦合特性,基于不可逆热力学理论建立了非线性热粘弹性本构模型和相应的数值算法,编写了基于Abaqus的用户子程序,并通过实验验证了数值算法的正确性。研究结果发现,非线性本构模型成功地描述了复合推进剂在不同加载模式下的非线性力学行为和自热效应,自热效应对复合推进剂的力学行为有着直接影响,与不考虑自热效应相比,循环加载下应力-应变滞回圈的斜率降低显著,表明力学性能已受到自身温度升高的影响。结果表明,考虑自热效应的热力耦合本构模型能更准确地描述复合推进剂的循环力学行为,滞回圈的形状与实验结果更为吻合,斜率误差在10%以内。 展开更多

关键词 复合推进剂 自热效应 非线性热粘弹性本构模型 循环加载

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考虑非线性本构的非刚性折纸结构动力学建模与分析 被引量：2

19

作者 袁婷婷 任昆明 +1 位作者 方雨桥 刘锦阳 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2552-2566,共15页

折纸结构因其大收纳比、高可控性、可重构、制造装配简单以及设计多样等优势,在航天、生物医学、建筑、机器人、材料科学等工程领域有着广阔的应用前景.随着折纸结构的工程应用越来越广泛,针对低刚度折纸结构的动力学研究愈加重要.本文... 折纸结构因其大收纳比、高可控性、可重构、制造装配简单以及设计多样等优势,在航天、生物医学、建筑、机器人、材料科学等工程领域有着广阔的应用前景.随着折纸结构的工程应用越来越广泛,针对低刚度折纸结构的动力学研究愈加重要.本文将非刚性折纸结构等效为带卷簧的空间桁架结构,建立了一种通用的杆–链动力学模型.考虑材料的几何非线性,采用基于Ogden超弹性本构的杆单元来模拟折痕和虚拟折痕,可适用于作大范围运动并具有大变形的折纸结构.引入非线性卷簧来体现折痕的抗弯作用,相较于传统的卷簧本构模型,本文提出的改进的非线性卷簧本构模型具有更强的通用性和鲁棒性,能够有效避免接触碰撞动力学中折叠面的穿透.基于虚功原理,建立了考虑阻尼效应的非刚性折纸多体系统的动力学方程,并采用变步长的广义-α法求解.最后,对三种经典折叠形式的非刚性折纸结构进行动力学仿真,验证了本文提出的杆–链动力学模型的准确性和高效性.通过施加虚拟折痕和修正初始构型,有效解决了刚性折纸模型中展开和收拢过程的锁定问题.与刚性折纸模型相比,杆–链动力学模型具有更好的数值模拟通用性,并能够给出具有大变形张紧构型.在此基础上,揭示了非刚性折纸结构复杂的动力学行为,并对多稳态、瞬态动力学和波动力学特性进行分析. 展开更多

关键词 非刚性折纸结构 动力学建模 非线性本构模型 大变形 多稳态

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粗粒料非线性模型(hhu-KG)的有限元实现及工程应用 被引量：1

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作者 徐小东 孙屹 +2 位作者 孙来 王栋良 罗书靖 《水利水电技术》 北大核心 2020年第12期235-241,共7页

介绍了一种可以考虑剪胀效应、中主应力影响以及强度非线性的粗粒料非线性模型(hhu-KG模型)。在次弹性理论的基础上将其扩展为一般应力空间中的应力应变关系,并基于土石坝静动力流固耦合可视化分析软件平台开发了该模型的有限元计算程... 介绍了一种可以考虑剪胀效应、中主应力影响以及强度非线性的粗粒料非线性模型(hhu-KG模型)。在次弹性理论的基础上将其扩展为一般应力空间中的应力应变关系,并基于土石坝静动力流固耦合可视化分析软件平台开发了该模型的有限元计算程序。采用该模型和邓肯E-B模型对某面板堆石坝进行了三维有限元数值模拟,并对两种模型的模拟结果进行了对比分析。结果显示,相较于邓肯E-B模型,hhu-KG模型计算所得到的最大沉降值与最大面板挠度值略小,而最大顺河向位移值略大,但是两种模型计算所得的坝体与面板变形分布规律大致相同,且符合工程的一般规律,验证了基于次弹性理论推导的刚度系数矩阵的合理性,同时也说明了hhu-KG模型在土石坝静力有限元分析中的适用性。研究成果为粗颗粒土在土石坝的应用提供参考。 展开更多

关键词 粗粒料 非线性本构模型 次弹性 有限元法

在线阅读 下载PDF 职称材料