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基于广义位势理论的考虑组构各向异性的砂土本构模型
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作者 耿潇威 陈成 +4 位作者 孙中华 黎伟 王勇 徐梦冰 余颂 《岩土力学》 北大核心 2025年第10期3175-3186,共12页
砂土组构各向异性显著影响其力学变形特性。为准确描述这一特性,基于各向异性临界状态理论和广义位势理论,提出了考虑砂土组构各向异性的本构模型。首先,在双曲线模型的基础上,引入虚拟峰值偏应力这一变量,以模拟密实砂土的软化现象以... 砂土组构各向异性显著影响其力学变形特性。为准确描述这一特性,基于各向异性临界状态理论和广义位势理论,提出了考虑砂土组构各向异性的本构模型。首先,在双曲线模型的基础上,引入虚拟峰值偏应力这一变量,以模拟密实砂土的软化现象以及松散砂土的硬化现象;在此基础上,进一步基于各向异性临界状态理论,将传统的状态参数替换为可以描述砂土组构演化特征的剪胀状态参数,并在主空间内建立了考虑砂土组构各向异性的应力-应变关系;随后,基于广义位势理论,采用考虑拟弹性塑性变形的建模方法,将主空间内砂土的应力-应变关系推广至一般空间,进而建立考虑组构各向异性的砂土本构模型;最后,利用这一模型对Toyoura砂排水三轴压缩、不排水三轴压缩与拉伸以及空心圆柱扭剪试验进行了模拟,模型计算结果与实测结果吻合较好,验证了模型的合理性。模型包含13个材料常数,可通过一组参数较准确地描述较大应力水平和密实度范围内砂土的力学特性,还可以再现砂土的组构各向异性对其力学响应规律的影响。 展开更多
关键词 砂土 各向异性 剪胀状态参数 广义位势理论 本构模型
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湿地湖泊相黏土胶结结构性与各向异性本构模型
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作者 朱楠 诸葛爱军 +2 位作者 喻志发 朱耀庭 李雨润 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第3期160-170,共11页
湿地湖泊相黏土由湖泊湿地或古湖泊湿地干缩形成,具有明显的胶结特性、结构性及初始各向异性。为了有效描述湿地湖泊相黏土的应力-应变关系及屈服特性,建立了考虑胶结强度演化、结构性及初始各向异性影响的土体弹塑性本构模型。基于纯... 湿地湖泊相黏土由湖泊湿地或古湖泊湿地干缩形成,具有明显的胶结特性、结构性及初始各向异性。为了有效描述湿地湖泊相黏土的应力-应变关系及屈服特性,建立了考虑胶结强度演化、结构性及初始各向异性影响的土体弹塑性本构模型。基于纯剪切应力路径下胶结强度p′r的变化规律,以及等向压缩条件下屈服面与胶结强度p′r的对应关系,提出了适用于等向压缩、纯剪切及压缩剪切共同作用3种应力状态的胶结强度演化规律;基于修正剑桥模型理论框架,引入了胶结强度演化规律,并考虑体积应变硬化和剪切应变硬化的影响对硬化规律进行改进;引入各向异性参数ηNCL,对p′-q平面进行极坐标变换来反映初始各向异性的影响;采用相关联流动法则,建立了土体的胶结结构性和各向异性本构模型。所有的模型参数均可通过固结压缩试验、三轴试验及K 0固结试验获得。模型预测与试验对比结果表明:所提出的模型能够合理地描述胶结强度及结构性与初始各向异性对土体应力-应变特性及屈服特性的影响,可以有效反映加载过程中土体胶结强度的渐进退化,以及在卸载应力路径下胶结强度对土体抗拉强度的提高作用。该模型考虑了胶结强度特性、结构性和各向异性的影响,可以更好地表征湿地湖泊相黏土的力学响应。 展开更多
关键词 胶结强度 初始各向异性 硬化规律 本构模型 湿地湖泊相黏土
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耦合各向异性损伤粘塑性本构模型的一种简单数值实现方法
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作者 王元良 李昌硕 +2 位作者 徐鸿 朱忠亮 倪永中 《计算力学学报》 北大核心 2025年第5期795-802,共8页
针对耦合Lemaitre各向异性损伤理论的Chaboche型粘塑性本构模型提出了一种简单的数值实现方法。使用解耦的算法,在每个增量步开始时基于向前差分格式更新损伤张量,并在本构方程离散化的过程中将其视作常量。基于应变等效假设,在有效偏... 针对耦合Lemaitre各向异性损伤理论的Chaboche型粘塑性本构模型提出了一种简单的数值实现方法。使用解耦的算法,在每个增量步开始时基于向前差分格式更新损伤张量,并在本构方程离散化的过程中将其视作常量。基于应变等效假设,在有效偏应力空间中构建只含有偏张量的方程,将径向返回过程简化为求解一个关于累积塑性应变增量的非线性标量方程。基于voigt表记法格式给出了数值实现方法及一致切线算子的推导过程。在单轴和多轴应力状态下与实验数据和各向同性标量损伤模型模拟结果之间的对比验证了该方法的有效性与高计算效率,不同时间步长下的数值结果也表明该方法具有较好的准确性和稳定性。 展开更多
关键词 各向异性损伤 粘塑性本构模型 数值实现 径向返回算法 有限元法
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不同主应力方向下各向异性砂土力学响应的本构模型模拟
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作者 余嘉轲 王睿 张建民 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期670-677,共8页
地下水位上升可能引发饱和松散土体边坡有效球应力降低从而诱发稳定性问题。等剪应力排水路径能够模拟饱和砂土边坡内土体单元在潜水面上升时的应力条件,但目前各向异性对于这种应力路径下土的响应的影响仍不明确。采用一个各向异性砂... 地下水位上升可能引发饱和松散土体边坡有效球应力降低从而诱发稳定性问题。等剪应力排水路径能够模拟饱和砂土边坡内土体单元在潜水面上升时的应力条件,但目前各向异性对于这种应力路径下土的响应的影响仍不明确。采用一个各向异性砂土弹塑性本构模型对不同主应力方向下的定轴等剪应力排水试验进行模拟,分析各向异性影响规律。该本构模型考虑了组构各向异性的演化及其对塑性模量和剪胀的影响,能够反映不同主应力方向对土体力学响应的影响。模拟结果表明,该模型能够较好地模拟不同主应力方向下饱和砂土在定轴不排水剪切和定轴等剪应力不排水条件下的响应。对于定轴等剪应力不排水应力路径,非稳定态时的平均有效应力随孔隙比和加载角度的增加而增加,不同初始组构强度对于等剪应力排水试验的结果有显著的影响。 展开更多
关键词 各向异性砂土 数值模拟 本构模型 主应力方向 等剪应力排水路径
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一种考虑剪切作用的各向异性超弹性本构模型 被引量:15
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作者 郭国栋 彭雄奇 赵宁 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期451-455,共5页
基于纤维增强复合材料连续介质力学理论,提出了一种轮胎帘线/橡胶复合材料的各向异性超弹性本构模型.应变能被分解为分别代表橡胶、帘线、帘线/橡胶之间的角剪切和正剪切应变能4个部分.给出了模型参数的简单确定方法,通过拟合文献中的... 基于纤维增强复合材料连续介质力学理论,提出了一种轮胎帘线/橡胶复合材料的各向异性超弹性本构模型.应变能被分解为分别代表橡胶、帘线、帘线/橡胶之间的角剪切和正剪切应变能4个部分.给出了模型参数的简单确定方法,通过拟合文献中的实验数据,得到了本构模型参数,并用该模型预测了其他变形条件下的力学行为,得到了和实验数据较一致的结果,验证了该模型的有效性,为整体轮胎的有限元分析打下了基础. 展开更多
关键词 帘线 橡胶复合材料 各向异性 超弹性 本构模型
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天然结构性黏土的各向异性边界面模型 被引量:19
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作者 魏星 黄茂松 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1224-1229,共6页
提出了一个可同时描述结构性和各向异性特征的适用于天然黏土的边界面本构模型。该模型具有如下特点:①采用了一个同时含有各向异性张量和结构性参数的边界面;②通过初始固结应力状态来确定各向异性张量的初始值以反映初始各向异性,通... 提出了一个可同时描述结构性和各向异性特征的适用于天然黏土的边界面本构模型。该模型具有如下特点:①采用了一个同时含有各向异性张量和结构性参数的边界面;②通过初始固结应力状态来确定各向异性张量的初始值以反映初始各向异性,通过各向异性张量随塑性应变的演化规律来描述荷载作用下的诱发各向异性;③通过结构性参数取一个较大的初始值得到一个扩张的边界面,从而反映结构性土的初始高刚度和强度峰值;④通过引入结构性参数随塑性应变的累积逐渐减小的演化规律来模拟土的结构的损伤以及应力应变曲线的软化过程。通过对几组典型的结构性黏土的试验进行模拟初步验证了模型的合理性和有效性。 展开更多
关键词 天然黏土 各向异性 本构模型
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拉应力条件下岩石细观力学本构模型和渗透系数张量研究(I):各向异性损伤本构模型 被引量:5
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作者 韦立德 杨春和 徐卫亚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期779-783,共5页
在拉应力作用下的考虑渗流的岩石本构模型研究尚且很少。采用细观力学研究了岩石损伤变形过程,考虑了渗流过程。由于选用了新的微裂纹扩展准则,提高了解方程效率;采用细观力学成果建立了考虑渗流的微裂纹面不连续变形对岩石变形影响规律... 在拉应力作用下的考虑渗流的岩石本构模型研究尚且很少。采用细观力学研究了岩石损伤变形过程,考虑了渗流过程。由于选用了新的微裂纹扩展准则,提高了解方程效率;采用细观力学成果建立了考虑渗流的微裂纹面不连续变形对岩石变形影响规律,并采用断裂力学成果建立了考虑渗流的微裂纹应力强度因子;建立了同时考虑微裂纹扩展过程和渗流过程的岩石各向异性损伤本构模型,该模型也适用于岩体。 展开更多
关键词 岩石力学 岩石 本构模型 各向异性 损伤 渗流
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正交各向异性材料粘塑性统一本构模型 被引量:8
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作者 周柏卓 张晓霞 罗焰明 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期89-93,共5页
通过引入各向异性矩阵,将各向同性材料的WALKER粘塑性统一本构模型进行了修正,提出了一个正交各向异性材料的粘塑性统一本构模型,给出了定向结晶材料和单晶材料各向异性矩阵的表达式。用所提出的统一本构模型预测了某单晶材料... 通过引入各向异性矩阵,将各向同性材料的WALKER粘塑性统一本构模型进行了修正,提出了一个正交各向异性材料的粘塑性统一本构模型,给出了定向结晶材料和单晶材料各向异性矩阵的表达式。用所提出的统一本构模型预测了某单晶材料不同方向的迟滞回线、蠕变和松弛特性,同时与试验结果进行了比较。 展开更多
关键词 非弹性应力 正交各向异性 粘塑性 本构模型
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软粘土的各向异性和小应变条件下的本构模型(ASM) 被引量:17
9
作者 施建勇 赵维炳 +1 位作者 LeeFoukhou ChongPohting 《岩土力学》 EI CSCD 2000年第3期209-212,共4页
以能量方程为基础推导出各向异性和小应变条件下弹塑性的本构方程 ,并将屈服面与修正剑桥模型和试验测得的屈服面进行了对比 ,表明新的屈服面比修正剑桥模型更接近试验结果。采用从初始应力点到状态边界面的距离为参数的系数来修正硬化... 以能量方程为基础推导出各向异性和小应变条件下弹塑性的本构方程 ,并将屈服面与修正剑桥模型和试验测得的屈服面进行了对比 ,表明新的屈服面比修正剑桥模型更接近试验结果。采用从初始应力点到状态边界面的距离为参数的系数来修正硬化准则以模拟土体小应变条件下的应力 应变特征。将新的本构模型编入有限元程序 ,对小应变试验进行了计算分析 ,计算结果表明 。 展开更多
关键词 本构模型 各向异性 小应变 软粘土
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混凝土正交各向异性动态损伤本构模型研究 被引量:3
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作者 陈士海 张安康 +1 位作者 杜荣强 张子华 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期23-26,共4页
为建立混凝土的正交各向异性动态损伤本构,首先采用动力放大系数的形式考虑材料的应变率效应,然后基于Sidoroff能量等价原理,建立动态条件下单元体的损伤刚度矩阵。同时在损伤演化模型中,采用Mazars损伤模型描述主轴方向的损伤变量。另... 为建立混凝土的正交各向异性动态损伤本构,首先采用动力放大系数的形式考虑材料的应变率效应,然后基于Sidoroff能量等价原理,建立动态条件下单元体的损伤刚度矩阵。同时在损伤演化模型中,采用Mazars损伤模型描述主轴方向的损伤变量。另外采用适用于正交各向异性的Hoffman屈服破坏准则,并考虑损伤及动力放大系数对强度的修正。以建筑结构受爆破震动荷载作用的实验资料,对本模型进行验证。 展开更多
关键词 混凝土 正交各向异性 损伤 动态 本构模型
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考虑各向异性的软黏土扰动状态本构模型 被引量:3
11
作者 于小军 施建勇 徐杨斌 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期3307-3312,共6页
以大量试验结果为依据,运用物理意义明确、获取简便快捷、经济实用的土电阻率结构指标进行软黏土扰动变量的表征和测定。以三轴试验与电阻率测试结果为基础,进行了扰动函数的构建。在软黏土扰动状态描述中,引入旋转硬化因子,用以考虑应... 以大量试验结果为依据,运用物理意义明确、获取简便快捷、经济实用的土电阻率结构指标进行软黏土扰动变量的表征和测定。以三轴试验与电阻率测试结果为基础,进行了扰动函数的构建。在软黏土扰动状态描述中,引入旋转硬化因子,用以考虑应力诱发各向异性,进而构建了考虑各向异性的软黏土扰动状态概念本构模型。模型从一定程度上克服了传统扰动变量获取方法的弊端,克服了传统借用数学演绎手段建立扰动函数的不足,提高了模型应用的适用性。在模型构建中,融入初始应力各向异性的影响,从而使模型能更好地反映软土实际工程情况。三轴排水剪切试验验证结果表明,该模型可较好反映软黏土受荷下的结构变化情况和受力特性。 展开更多
关键词 软黏土 电阻率指标 各向异性 扰动状态概念 本构模型
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PVC涂层织物膜材的非线性各向异性本构关系模型 被引量:6
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作者 许珊珊 张营营 +1 位作者 徐俊豪 楚时海 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1098-1103,共6页
基于各向异性弹塑性理论,通过等效应力和等效塑性应变反映材料固有的非线性性质,并结合三参数形式的弹塑性屈服函数,提出了1种适用于聚氯乙烯(PVC)涂层织物膜材的非线性各向异性本构模型.为确定本构模型中的待定参数,同时验证该本构模... 基于各向异性弹塑性理论,通过等效应力和等效塑性应变反映材料固有的非线性性质,并结合三参数形式的弹塑性屈服函数,提出了1种适用于聚氯乙烯(PVC)涂层织物膜材的非线性各向异性本构模型.为确定本构模型中的待定参数,同时验证该本构模型的适用性,进行了7个偏轴角度(0°、5°、15°、45°、75°、85°和90°)的单轴拉伸试验,并将模型预测结果与试验结果进行对比.结果表明:该本构模型能够较为准确地反映PVC涂层织物膜材拉伸时的非线性应力应变关系,可用来预测PVC涂层织物膜材在拉剪应力共同作用下的力学行为. 展开更多
关键词 聚氯乙烯涂层织物膜材 各向异性 非线性 本构关系模型 偏轴角度
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饱和黏土不排水抗剪强度各向异性的热力学本构模型研究 被引量:7
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作者 陈志辉 程晓辉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期836-846,共11页
基于饱和土体TTM(Tsinghua thermodynamic soil model)热力学本构模型分析研究了饱和黏土的不排水抗剪强度各向异性问题。模型及试验研究表明:非等向或0K固结历史是引起土体强度各向异性的重要原因,固结应力比cK越小,不排水强度各向异... 基于饱和土体TTM(Tsinghua thermodynamic soil model)热力学本构模型分析研究了饱和黏土的不排水抗剪强度各向异性问题。模型及试验研究表明:非等向或0K固结历史是引起土体强度各向异性的重要原因,固结应力比cK越小,不排水强度各向异性越大。不排水加载过程中主应力轴的方向对土体不排水抗剪强度和变形有着重要影响。一般而言,当主应力轴方向从0°旋转到90°时,土体的不排水抗剪强度逐渐下降,峰值应变却逐渐增大。此外,非等向固结会导致土体主应力与主应变的非共轴性。利用TTM理论模型,对Kaolin Clay和Boston Blue Clay的不同试验结果进行了模拟验证和预测。结果表明,TTM理论模型具有反映和预测应力引起的饱和黏土强度各向异性和应变软化等特性的能力,同时也具备精准描述主应力轴旋转等复杂路径下饱和黏土的强度和变形特征的能力。 展开更多
关键词 热力学本构模型 弹性弛豫 颗粒熵运动 线性非平衡态热力学理论 Onsager关系 强度各向异性
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一种初始各向异性砂土本构模型的数值应用及试验验证 被引量:1
14
作者 罗强 李晓磊 +2 位作者 李方方 马可栓 王忠涛 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期2105-2111,I0019,共8页
基于砂土颗粒的毛细效应特性制备砂土试样,在0°~90°范围内选取若干沉积方向,在中围压条件下进行三轴固结排水剪切试验。试验表明:沉积方向对试样强度和变形特性有显著影响。通过对试验数据进行拟合得到沉积方向和偏应力的关系... 基于砂土颗粒的毛细效应特性制备砂土试样,在0°~90°范围内选取若干沉积方向,在中围压条件下进行三轴固结排水剪切试验。试验表明:沉积方向对试样强度和变形特性有显著影响。通过对试验数据进行拟合得到沉积方向和偏应力的关系,结合试验结果对Mohr-Coulomb屈服准则进行修正,建立一种密砂初始各向异性本构模型;对本构模型进行数值积分,并对密砂固结排水剪切试验进行数值模拟,分析偏应力、体积变化以及主应力方向的变化。将数值分析结果与试验结果进行对比,结果表明:二者相吻合,本构模型能够合理地预测试验结果。所建立的本构模型可用于砂土初始各向异性的研究工作中。 展开更多
关键词 初始各向异性 沉积方向 本构模型 数值应用 三轴试验
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基于各向异性本构模型的隧道围岩稳定性研究 被引量:1
15
作者 贾善坡 罗金泽 +1 位作者 吴渤 伍国军 《水电能源科学》 北大核心 2013年第9期111-114,共4页
在地下工程设计中普遍将岩体近似为各向同性体并不能反映裂隙组的分布对岩体各向异性的影响,为此将岩体视为由基岩和定向裂隙面构成的一种宏观复合材料,基于Drucker-Prager准则,在考虑结构面的几何特性和力学性质基础上建立岩体各向异... 在地下工程设计中普遍将岩体近似为各向同性体并不能反映裂隙组的分布对岩体各向异性的影响,为此将岩体视为由基岩和定向裂隙面构成的一种宏观复合材料,基于Drucker-Prager准则,在考虑结构面的几何特性和力学性质基础上建立岩体各向异性本构模型,据此模拟了某隧道开挖施工过程。结果表明,各向异性本构模型可较好地模拟隧道围岩各向异性及其破坏特征,与工程实际相符。 展开更多
关键词 围岩稳定性 岩体本构模型 裂隙组 各向异性
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考虑初始各向异性的砂土弹塑性本构模型及试验验证
16
作者 许成顺 栾茂田 +1 位作者 郭莹 张振东 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期546-551,共6页
基于复杂应力条件下的试验结果,就针对不同主应力方向对应力–应变关系的影响进行了试验研究,并在此基础上结合状态概念提出了基于应力–剪胀关系和应力–应变拟双曲线关系的弹塑性本构模型。利用应力–应变拟双曲线关系描述了主应力方... 基于复杂应力条件下的试验结果,就针对不同主应力方向对应力–应变关系的影响进行了试验研究,并在此基础上结合状态概念提出了基于应力–剪胀关系和应力–应变拟双曲线关系的弹塑性本构模型。利用应力–应变拟双曲线关系描述了主应力方向对有效应力路径、应力–应变发展模式的影响,并通过常规三轴试验测定了试验参数,同时与试验结果进行对比,说明基于状态概念,引入状态参数,利用主应力方向对塑性模量的影响,能够同时描述初始物理状态及初始各向异性对砂土应力–应变关系的影响。 展开更多
关键词 弹塑性本构模型 各向异性 剪胀剪缩 临界状态 孔隙比
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考虑非共轴各向异性的砂卵石土单剪试验模拟研究
17
作者 崔建 应凯臣 +5 位作者 张玉芳 李健 袁坤 刘波 王建锋 余涛 《铁道建筑》 北大核心 2025年第7期111-118,共8页
盾构隧道在修建过程中常遇到砂土、砂卵石土等颗粒性较为显著的地层,这类土体往往表现出显著的非共轴性和各向异性。盾构机在这类地层掘进时,易引发难以控制的围岩变形及地表沉降。针对砂土和砂卵石土,本文基于双剪理论非共轴塑性流动... 盾构隧道在修建过程中常遇到砂土、砂卵石土等颗粒性较为显著的地层,这类土体往往表现出显著的非共轴性和各向异性。盾构机在这类地层掘进时,易引发难以控制的围岩变形及地表沉降。针对砂土和砂卵石土,本文基于双剪理论非共轴塑性流动法则和各向异性Mohr-Coulomb屈服准则,建立了二维非共轴各向异性弹塑性本构模型,并在有限元软件中编制相应的用户材料子程序进行了数值实现。在此基础上,对砂土和砂卵石土的单剪试验进行了数值模拟,探讨了初始强度各向异性和非共轴特性参数对砂土及砂卵石土剪应力比的影响。结果表明:随着各向异性参数n(最小峰值内摩擦角与最大峰值内摩擦角的比值)的减小,剪应力比的稳定临界值随之减小;随着各向异性参数β(最大内摩擦角对应的方向角)的增大,剪应力比的稳定临界值随之增大;非共轴模拟中,剪切变形初期的应力-应变响应呈明显的软化现象。 展开更多
关键词 非共轴 各向异性 本构模型 单剪试验 数值模拟
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帘线/橡胶复合材料各向异性黏-超弹性本构模型 被引量:17
18
作者 黄小双 彭雄奇 张必超 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期140-145,共6页
帘线/橡胶复合材料广泛应用于轮胎等重要工程领域,为了描述其在服役条件下的大变形、非线性、各向异性和高应变率等材料力学行为,基于纤维增强复合材料连续介质力学理论,提出了一种考虑应变率效应的帘线/橡胶复合材料各向异性黏-超弹性... 帘线/橡胶复合材料广泛应用于轮胎等重要工程领域,为了描述其在服役条件下的大变形、非线性、各向异性和高应变率等材料力学行为,基于纤维增强复合材料连续介质力学理论,提出了一种考虑应变率效应的帘线/橡胶复合材料各向异性黏-超弹性本构模型.该模型中单位体积的应变能被解耦为便于参数识别的基体等容变形能、帘线拉伸变形能、剪切应变能和黏性应变能四部分.给出了模型参数的确定方法,并通过拟合文献中单轴拉伸、偏轴拉伸实验数据,得到了模型参数.利用该模型预测了不同加载和变形条件下的力学行为,并将预测结果与实验结果对比分析.结果表明,考虑黏性模型和不考虑黏性模型对不同应变率变形条件下的预测结果相差很大,且考虑黏性模型的预测结果与实验结果吻合很好.因此,与不考虑黏性模型相比,所提出的各向异性黏-超弹性本构模型能更好地表征帘线/橡胶复合材料在大变形、高应变率条件下的力学特性. 展开更多
关键词 帘线/橡胶复合材料 各向异性 黏-超弹性 本构模型 模型参数拟合
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金属材料各向异性本构模型研究进展 被引量:9
19
作者 赵辉 彭艳 石宝东 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期32-42,共11页
在金属结构材料塑性成形过程中,织构和显微组织造成宏观各向异性和拉-压非对称性,进而影响材料后续的变形加工能力。由于传统屈服面形状恒定,von Mises等各向同性屈服函数和硬化模型无法准确表征各向异性行为。为此引入畸变硬化机制,使... 在金属结构材料塑性成形过程中,织构和显微组织造成宏观各向异性和拉-压非对称性,进而影响材料后续的变形加工能力。由于传统屈服面形状恒定,von Mises等各向同性屈服函数和硬化模型无法准确表征各向异性行为。为此引入畸变硬化机制,使得应力空间中屈服面的形状随塑性变形而变化,从而揭示织构材料的各向异性行为。然而,由于模型本身缺陷以及证明的繁琐,这类本构模型往往忽略热力学自洽性。以屈服函数和硬化模型为研究对象,综述了不同晶体结构金属材料的各向异性屈服函数及相关应用,在硬化模型部分重点介绍了符合热力学自洽性的畸变硬化本构模型。最后,指出了各向异性本构模型未来的发展方向。 展开更多
关键词 各向异性 本构模型 屈服函数 畸变硬化模型 热力学自洽性
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基于颗粒间应变的饱和黏土小应变各向异性非线性本构模型 被引量:3
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作者 时振昊 黄茂松 倪雨萍 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1036-1044,共9页
饱和黏土的各向异性小应变特性对软土地下工程及其环境影响分析具有重要意义。现有小应变本构模型因较为复杂而无法直接应用于预测土体变形和分析土与结构相互作用的简化方法,且小应变模量常被假设为各向同性。基于颗粒间应变(IGS),建... 饱和黏土的各向异性小应变特性对软土地下工程及其环境影响分析具有重要意义。现有小应变本构模型因较为复杂而无法直接应用于预测土体变形和分析土与结构相互作用的简化方法,且小应变模量常被假设为各向同性。基于颗粒间应变(IGS),建立了形式简单、参数易于确定的非线性弹性模型,其考虑了小应变刚度的各向异性、剪切模量随应变幅衰减、最近应力历史效应以及大应变阶段剪切体变耦合特性。通过对芝加哥黏土不同应力路径单元体试验的模拟,得到以下主要结论:(1)新建模型可以较好模拟不同应力路径下小应变刚度衰减、大应变阶段应力-应变关系、孔隙水压发展以及剪胀性,同时可较好近似高等弹塑性模型;(2)IGS模型较现有Overlay模型可以更好地模拟处于单调加载和应力完全反转之间的应力旋转对小应变刚度的影响;(3)各向异性可显著影响应变非常小时的土体刚度,导致路径旋转角较小的应力路径具有更高的初始模量,但随着应变的增长,最近应力历史会成为左右小应变刚度的主要因素。 展开更多
关键词 饱和黏土 小应变特性 各向异性 颗粒间应变 本构模型
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