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δ相时效态GH4169合金Zerilli-Armstrong本构模型及其参数反求方法 被引量：2
1
作者 苏志毅 陈学文 +4 位作者 杨圳 孙佳伟 赵文侠 周正 毛怡然 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期133-139,共7页
在Gleeble-1500D型热模拟试验机上进行了δ相时效态GH4169合金的高温压缩试验。试验温度为950~1040℃、应变速率为0.005~1 s^(-1)。为了能建立准确描述该合金流动行为的本构模型,考虑应变对Zerilli-Armstrong本构模型材料参数的影响,提... 在Gleeble-1500D型热模拟试验机上进行了δ相时效态GH4169合金的高温压缩试验。试验温度为950~1040℃、应变速率为0.005~1 s^(-1)。为了能建立准确描述该合金流动行为的本构模型,考虑应变对Zerilli-Armstrong本构模型材料参数的影响,提出并采用了一种基于多岛遗传算法的参数反求方法建立了该材料考虑应变补偿的Zerilli-Armstrong本构模型。借助相关系数、平均绝对相对误差等标准统计参数定量评估了该本构模型预测的准确性。结果表明:考虑应变补偿的Zerilli-Armstrong本构模型具有较高的预测准确性,其相关系数和平均绝对相对误差分别为0.996和3.189%。 展开更多
关键词 δ相时效态GH4169合金 zerilli-armstrong本构模型 反求方法 应变补偿
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采用改进和优化的Zerilli-Armstrong本构模型预测AZ80镁合金的高温流动应力 被引量：9
2
作者 李全 金朝阳 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2091-2100,共10页
合理的本构模型是实现精确模拟镁合金挤压过程的关键,基于均匀化态AZ80镁合金在应变速率0.001~1 s^(-1)、变形温度523~673 K下的热压缩实验数据,建立了改进的Z-A模型来描述AZ80镁合金的热变形行为,并在此基础上,通过考虑应变对材料参数... 合理的本构模型是实现精确模拟镁合金挤压过程的关键,基于均匀化态AZ80镁合金在应变速率0.001~1 s^(-1)、变形温度523~673 K下的热压缩实验数据,建立了改进的Z-A模型来描述AZ80镁合金的热变形行为,并在此基础上,通过考虑应变对材料参数的影响,提出优化的Z-A模型。对两种模型预测精度进行定量分析表明:优化的Z-A模型对流动应力的预测效果较好,相关系数R和平均绝对相对误差E_(AR)的计算值分别为0.9962和3.60%;改进的Z-A模型的预测结果相对较差,其R值和EAR值分别为0.94和8%。比较分析表明,优化的Z-A模型具有良好的适应性,可以在整个应变范围内(0~0.9)很好地预测不同变形条件下的流动应力,因而工程适用范围广;改进的Z-A模型不能描述加工硬化-动态回复阶段的流动应力,因而预测精度较低。 展开更多
关键词 AZ80镁合金 流动应力 本构模型 zerilli-armstrong模型
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基于Zerilli-Armstrong和BP神经网络的15CrMoG合金钢本构模型研究
3
作者 刘宏伟 王伟 +3 位作者 代学蕊 马世博 穆振凯 王宝雨 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第7期175-183,共9页
采用Gleeble热模拟试验机,在应变速率5、10、15和20 s^(-1),温度1173.15、1273.15、1373.15和1473.15 K条件下对15CrMoG合金钢进行等温压缩试验。基于试验得到的真实应力和真实应变数据,分析15CrMoG钢的热变形行为,构建15CrMoG钢的Zeril... 采用Gleeble热模拟试验机,在应变速率5、10、15和20 s^(-1),温度1173.15、1273.15、1373.15和1473.15 K条件下对15CrMoG合金钢进行等温压缩试验。基于试验得到的真实应力和真实应变数据,分析15CrMoG钢的热变形行为,构建15CrMoG钢的Zerilli-Armstrong(Z-A)本构模型和BP神经网络模型,预测材料的流变应力。引入相关系数R和平均绝对相对误差e_(AARE)分析模型的精度,结果表明,Z-A本构模型的预测应力值与试验值的相关系数为0.9447,平均绝对相对误差为10.3%;采用应变的五阶多项式对模型的部分材料参数进行修正,得到修正的Z-A本构模型,修正模型的预测值与试验值的相关系数为0.9934,平均绝对相对误差为7.47%,模型精度得到明显提高。建立的BP神经网络模型的预测应力值与试验值的相关系数为0.9981,平均绝对相对误差为1.02%,具有更高的预测精度,能够更好地描述15CrMoG钢在高温下的热变形行为。 展开更多
关键词 zerilli-armstrong 本构模型 BP神经网络 15CrMoG合金钢 热变形行为
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Johnson-Cook、修正的Zerilli-Armstrong及Arrhenius本构模型对奥氏体不锈钢流变应力的预测
4
作者 邬宇轩 李静媛 侯艳阳 《热加工工艺》 北大核心 2025年第8期17-23,16,共8页
研究了Johnson-Cook(JC)、修正的Zerilli-Armstrong(m-ZA)和应变补偿的Arrhenius型本构模型对304奥氏体不锈钢高温流变行为的表征能力。利用温度(1173~1473 K)、应变(0.1~0.8)和应变速率(0.01~10 s^(-1))等温热压缩试验的真应力-应变数... 研究了Johnson-Cook(JC)、修正的Zerilli-Armstrong(m-ZA)和应变补偿的Arrhenius型本构模型对304奥氏体不锈钢高温流变行为的表征能力。利用温度(1173~1473 K)、应变(0.1~0.8)和应变速率(0.01~10 s^(-1))等温热压缩试验的真应力-应变数据来计算3种本构模型的材料常数。通过比较预测结果的相关系数和平均绝对误差、描述变形行为的能力、涉及的材料常数的数量,评估了这3种模型的适用性。结果表明:JC模型无法很准确地描述304奥氏体不锈钢在上述热加工区域的流变行为;m-ZA模型的预测结果与试验数据吻合相对较好;应变补偿的Arrhenius型方程比修正的ZA模型需要更多的材料常数和更多的计算时间,但可以更准确地跟踪变形行为。 展开更多
关键词 304奥氏体不锈钢 变形行为 Johnson-Cook 修正的zerilli-armstrong Arrhenius型本构模型
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考虑局部胶结破损热力学行为的结构性黄土二元介质本构模型 被引量：3
5
作者 王番 郅彬 +4 位作者 刘恩龙 王小婵 邓博团 李金华 张辉 《岩土力学》 北大核心 2025年第1期97-109,共13页
建立考虑局部胶结破损机制的本构模型是黄土力学核心任务之一,是解决黄土工程稳定性分析/评价的关键理论基础。基于热力学方法和岩土破损力学,建立了一个宏-细观热力学本构模型,它能够定量描述局部胶结破损的热力学行为及细观尺度应力-... 建立考虑局部胶结破损机制的本构模型是黄土力学核心任务之一,是解决黄土工程稳定性分析/评价的关键理论基础。基于热力学方法和岩土破损力学,建立了一个宏-细观热力学本构模型,它能够定量描述局部胶结破损的热力学行为及细观尺度应力-应变非均匀分布特征,提高了模型对变形的预测精度,其在数学形式上同剑桥模型类似。首先,通过热力学能量守恒定律,确定结构性黄土压缩变形过程中的结构破损功数学表达式,并发现结构性黄土局部损伤耗散的热力学行为主要来源:(1)破损集合体与未破损集合体之间的相互摩擦作用;(2)未破损集合体向破损集合体转换时,部分细观结构破损的不可逆热力学行为。基于此认识,建立了考虑胶结破损热力学行为的宏-细观本构模型框架,并通过分析结构性黄土变形机制(摩擦+胶结+破损共同作用),确定其自由能、耗散能和破损耗散能表达式;推导了一个考虑体积破损和剪切破损演化规律的损伤屈服函数及本构关系。通过所建立本构关系对已有试验数据进行预测,验证其合理性。 展开更多
关键词 结构性黄土 本构模型 局部破损 热力学 二元介质模型
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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
6
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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干湿循环后贯通型锯齿状红砂岩节理面剪切本构模型 被引量：2
7
作者 王桂林 王力 +1 位作者 王润秋 任甲山 《岩土力学》 北大核心 2025年第3期706-720,共15页
库岸岩质边坡因受库水位波动影响,节理面受到干湿循环的作用,干湿循环后的节理面剪切强度成为控制岩质边坡稳定性的关键因素之一。目前针对干湿循环后岩体节理面剪切损伤本构等方面研究不充分。以三峡库区红砂岩为例,通过开展不同干湿... 库岸岩质边坡因受库水位波动影响,节理面受到干湿循环的作用,干湿循环后的节理面剪切强度成为控制岩质边坡稳定性的关键因素之一。目前针对干湿循环后岩体节理面剪切损伤本构等方面研究不充分。以三峡库区红砂岩为例,通过开展不同干湿循环次数下红砂岩的节理直剪试验,获得干湿循环作用下红砂岩的强度变形特征,建立了考虑干湿循环效应的修正Iwan节理面剪切损伤本构模型。结果表明:节理试样的剪切应力-位移曲线形态表现为初始压密、线弹性变形、峰前软化、峰后破坏和残余变形5个阶段;通过引入Logistic模型,节理面剪切损伤本构模型能够反映实际的节理面损伤过程,较好地描述规则锯齿状节理面压密阶段剪切变形行为;干湿循环次数与修正后节理面Iwan剪切损伤本构模型参数存在对数关系;通过室内试验,验证了考虑干湿循环效应的修正Iwan节理面剪切损伤本构模型的准确性,该模型能有效预测干湿循环后节理面剪切应力-剪切位移的关系。研究成果可为三峡库区岩质边坡剪切滑移破坏机制研究和灾害防治提供一定参考。 展开更多
关键词 红砂岩 节理面 干湿循环 剪切本构模型
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230合金高温蠕变变形行为与本构模型研究
8
作者 王弘昶 侯鑫阳 +6 位作者 王煦嘉 龙瑶 李玲 石悠 李强 张宇翾 宫建国 《压力容器》 北大核心 2025年第1期10-18,共9页
为了研究230合金(UNS N06230合金)蠕变变形行为与演化规律,保障热管堆、航空航天等领域中的高温部件的安全运行。开展了230合金在不同温度和应力水平下的单轴蠕变试验,分析了230合金蠕变特性与温度和应力水平的关系,建立了基于Kachanov-... 为了研究230合金(UNS N06230合金)蠕变变形行为与演化规律,保障热管堆、航空航天等领域中的高温部件的安全运行。开展了230合金在不同温度和应力水平下的单轴蠕变试验,分析了230合金蠕变特性与温度和应力水平的关系,建立了基于Kachanov-Rabotnov模型与θ投影法的蠕变本构模型。结果表明:230合金的蠕变变形特性与温度有很强的相关性,温度为750℃时,存在较明显的蠕变第一阶段;温度为900℃时,蠕变第一阶段基本消失,蠕变变形曲线主要由第二、三阶段主导。Kachanov-Rabotnov蠕变损伤力学本构模型可以较好地描述230合金高温下的蠕变变形行为。研究结果可以为采用230合金的高温设备的长期安全运行提供保障。 展开更多
关键词 230合金 蠕变 本构模型 损伤力学
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石墨矿石动力学特性及本构模型研究
9
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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砌体本构模型研究进展
10
作者 徐丽 杨正熙 +1 位作者 马玉宏 周福霖 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第5期32-44,共13页
针对砌体本构模型的研究现状和发展趋势进行了系统归纳与分析;详细阐述了砌体的基本物理性质和主要破坏类型,对比了砌体的不同建模方式,按本构模型的不同建立依据,将均质化砌体本构模型分为基于宏观经验、宏观力学和损伤演化三大类;总... 针对砌体本构模型的研究现状和发展趋势进行了系统归纳与分析;详细阐述了砌体的基本物理性质和主要破坏类型,对比了砌体的不同建模方式,按本构模型的不同建立依据,将均质化砌体本构模型分为基于宏观经验、宏观力学和损伤演化三大类;总结了砌体历史建筑分析中采用的砌体本构模型,对各种建模方法的理论基础、优点以及不足之处进行了讨论。结果表明:基于宏观经验的本构模型简单实用,但缺乏物理意义,难以准确描述砌体的复杂破坏过程;基于宏观力学的本构模型具有明确的物理意义,能够较好地反映砌体的力学行为,但参数获取困难,计算复杂度较高;基于损伤演化的本构模型能够有效描述砌体的破坏全过程,在现代砌体结构抗震分析中具有重要应用价值,但模型参数多,标定过程复杂;砌体历史建筑分析中多采用简化的本构模型,在保证计算精度的同时兼顾计算效率;目前砌体本构模型在描述砌体破坏全过程方面仍存在不足,需要进一步研究更加准确、实用的本构模型,并建立相应的参数确定方法和数值实现技术。 展开更多
关键词 砌体结构 本构模型 宏观力学 损伤演化
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预测TC4钛合金高温流动行为的两种本构模型对比研究
11
作者 贾海深 古妮娜 +2 位作者 罗文翠 张继林 易湘斌 《热加工工艺》 北大核心 2025年第16期104-111,共8页
为了建立准确预测钛合金TC4高温流动行为的本构模型,采用Gleeble-3800热模拟试验机,对其在温度550~950℃、应变速率0.01~1 s^(-1)下进行了热压缩试验。基于试验数据,建立了修正的Z-A和修正的J-C两种本构模型。通过统计参数相关性系数R... 为了建立准确预测钛合金TC4高温流动行为的本构模型,采用Gleeble-3800热模拟试验机,对其在温度550~950℃、应变速率0.01~1 s^(-1)下进行了热压缩试验。基于试验数据,建立了修正的Z-A和修正的J-C两种本构模型。通过统计参数相关性系数R、平均绝对相对误差ARRE和相对误差RE,对两种本构模型的可预测性进行了对比分析。结果表明:修正的J-C本构模型较准确地预测了TC4钛合金在上述变形条件下的流动行为,该模型的相关系数R、平均绝对相对误差ARRE和相对误差RE分别为0.9997、1.4536%和0.0457。研究结果为初期设计预测钛合金TC4高温流动行为的数值模型提供了一定参考依据,对其热成形工艺过程的数值模拟和参数优化方面具有重要意义。 展开更多
关键词 TC4钛合金 高温流动行为 本构模型
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基于有限状态机实现Davidenkov本构模型的研究
12
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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耦合应变速率及尺寸效应的3102铝箔本构模型
13
作者 李萍 汪洋 +3 位作者 张百顺 田辙环 祝梦臣 薛克敏 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第1期145-151,共7页
为研究3102铝合金在应变速率与尺寸效应耦合作用下的本构关系,利用单轴拉伸实验获得0.095~0.14 mm厚度的3102铝合金在10^(-4)~10^(-1) s^(-1)应变速率下的真应力-真应变曲线,以此为基础构建了改进的Johnson-Cook本构模型,并利用DYNAFOR... 为研究3102铝合金在应变速率与尺寸效应耦合作用下的本构关系,利用单轴拉伸实验获得0.095~0.14 mm厚度的3102铝合金在10^(-4)~10^(-1) s^(-1)应变速率下的真应力-真应变曲线,以此为基础构建了改进的Johnson-Cook本构模型,并利用DYNAFORM有限元仿真软件对3102铝合金室温拉深成形过程进行模拟预测。结果表明:随着应变速率和厚度的增加,3102铝合金的抗拉强度提高,表现出明显的应变速率敏感性和尺寸效应。利用改进的Johnson-Cook本构模型对真实应力进行预测,其相关系数与平均相对误差分别为0.991%和0.44%;将改进的本构模型应用于有限元仿真分析,通过对比实际成形零件减薄率与模拟预测值发现,二者的最大绝对误差为4.573%,表明改进的Johnson-Cook本构模型能够准确预测相应条件下的真实应力。 展开更多
关键词 3102铝合金 应变速率 尺寸效应 Johnson-Cook本构模型
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宽应变速率范围内7085铝合金的动态力学行为和本构模型研究
14
作者 滕敦波 孙巧妍 +2 位作者 胡晓青 贾大伟 徐志远 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第6期186-194,共9页
对7085铝合金进行了预时效和人工时效处理,测试了在0.001~500 s^(-1)宽应变速率范围内的静态和动态力学变形行为。基于应力-应变曲线数据构建了动态JC和ZA物理模型,并对模型的计算精度进行了对比分析。结果表明:经预时效和人工时效处理... 对7085铝合金进行了预时效和人工时效处理,测试了在0.001~500 s^(-1)宽应变速率范围内的静态和动态力学变形行为。基于应力-应变曲线数据构建了动态JC和ZA物理模型,并对模型的计算精度进行了对比分析。结果表明:经预时效和人工时效处理后,与α-Al基体呈半共格关系的η′相是实现7085铝合金强化的关键;在0.001~0.1 s^(-1)的应变速率范围内,力学变化行为对应变速率不敏感;在0.1~500 s^(-1)的动态加载范围内,力学变化行为呈现出明显的应变速率敏感性,抗拉强度由320 MPa提升到355 MPa;构建的动态ZA物理模型,力学数据的计算R值和e_(AARE)值均高于动态JC数学模型,具有更高的预测精度。 展开更多
关键词 7085铝合金 应变速率 力学性能 本构模型
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侧限作用下土工格栅蠕变特性及分数阶时效损伤本构模型
15
作者 靳静 陈何塘 +3 位作者 梁小勇 于远亮 杨广庆 寇凌曦 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第4期56-67,共12页
为研究土工格栅在铁路路基工程中交通荷载作用下的变形机制和力学响应,分别开展不同侧限作用下高密度聚乙烯(HDPE)土工格栅室内蠕变试验和有限元模拟;基于损伤力学原理和BFGS算法,构建分数阶时效损伤本构模型,对模型参数取值进行敏感性... 为研究土工格栅在铁路路基工程中交通荷载作用下的变形机制和力学响应,分别开展不同侧限作用下高密度聚乙烯(HDPE)土工格栅室内蠕变试验和有限元模拟;基于损伤力学原理和BFGS算法,构建分数阶时效损伤本构模型,对模型参数取值进行敏感性分析。结果表明:土工格栅的蠕变与应力比密切相关,当侧限作用相同时,应力和应变随着应力比的提高呈现递增趋势;侧限作用可有效限制土工格栅水平方向的变形,并提高土工格栅抗蠕变能力;试验初期,应力比是影响土工格栅应变增长速率的主要因素,会导致应变迅速累积,而随着时间的推移,侧限作用起主导作用,应变最终趋于稳定;侧限作用由50 kPa增至200 kPa时,纵肋中间部分应变降幅为38.6%,纵肋相邻横肋部分应变降幅为56%,横肋几乎不发生变形;侧限作用与损伤呈负相关,土工格栅应变速率随着泊松比的增加急剧增长,随黏滞系数的增大而减小。 展开更多
关键词 路基 土工格栅 侧限作用 蠕变 分数阶本构模型 BFGS算法
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焊后奥氏体不锈钢蠕变本构模型和应力松弛效应研究
16
作者 李成 翟华 +2 位作者 朱连伟 刘琼 刘志宏 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第9期140-148,共9页
不锈钢焊接后会产生较高的残余应力,残余应力的消除与材料的蠕变行为紧密相关。从304奥氏体不锈钢焊接板材中取出试样,在763~783 K时效温度和250~380 MPa应力条件下,采用RWS电子蠕变试验机对焊接试样进行持久蠕变和应力松弛实验,分析了... 不锈钢焊接后会产生较高的残余应力,残余应力的消除与材料的蠕变行为紧密相关。从304奥氏体不锈钢焊接板材中取出试样,在763~783 K时效温度和250~380 MPa应力条件下,采用RWS电子蠕变试验机对焊接试样进行持久蠕变和应力松弛实验,分析了在不同载荷下稳态蠕变速率的变化趋势。采用包含双曲正弦函数的Arrhenius方程,对蠕变数据进行拟合分析,建立了与温度和应力关联的蠕变本构模型,并验证了本构方程的有效性和准确性。基于ABAQUS建立了考虑蠕变本构方程的应力松弛仿真模型,分析了不同载荷下的应力松弛变化趋势。结果表明,依据本构方程计算出的稳态蠕变速率与实验结果的平均误差为3.74%,且应力松弛仿真结果的平均误差为2.65%。 展开更多
关键词 奥氏体不锈钢 稳态蠕变速率 蠕变本构模型 应力松弛 有限元方法
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黏土岩的三维非正交弹塑性本构模型
17
作者 路德春 陈力伟 +3 位作者 周鑫 邢辉辉 姜美玲 杜修力 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第5期1005-1013,共9页
黏土岩作为典型的黏聚-摩擦型地质材料,受力时矿物颗粒错动与黏土基质变形引发黏聚力和内摩擦角动态演化,导致材料呈现复杂的硬化规律与剪胀特性。基于黏聚-摩擦联合硬化规律与非正交塑性流动法则,构建了黏土岩的三维非正交弹塑性本构... 黏土岩作为典型的黏聚-摩擦型地质材料,受力时矿物颗粒错动与黏土基质变形引发黏聚力和内摩擦角动态演化,导致材料呈现复杂的硬化规律与剪胀特性。基于黏聚-摩擦联合硬化规律与非正交塑性流动法则,构建了黏土岩的三维非正交弹塑性本构模型。首先利用莫尔-库仑强度准则与黏土岩的多轴试验数据,反演得到黏聚力和内摩擦角在硬化/软化过程中的演化规律,并通过引入两个独立的硬化/软化函数实现定量描述。其次,提出应力相关的塑性内变量,有效刻画了黏土岩在低围压下的脆性行为与高围压下的延性行为。利用分数阶导数直接获得屈服函数的非正交方向作为塑性流动方向,规避了非关联流动法则中构造塑性势函数的复杂过程。最后,通过多组常规三轴排水试验评估模型合理性。结果表明,该模型能合理描述黏土岩的典型非线性力学行为,包括应变硬化/软化特性、剪缩/剪胀现象以及不同围压条件下的脆-延性转变,为黏土岩工程力学特性的理论分析与数值模拟提供了可靠的本构模型支持。 展开更多
关键词 黏土岩 本构模型 非正交流动法则 塑性 黏聚-摩擦联合硬化
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冻融单裂隙大理岩单轴压缩破裂机理与疲劳本构模型研究
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作者 任建喜 王瑞雪 +2 位作者 焦金照 张凡 张琨 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第1期171-178,共8页
为研究冻融后单裂隙大理岩的疲劳损伤力学特性与破裂机理,采用宏观单轴压缩疲劳荷载试验与细观核磁共振试验相结合的方法,对冻融后的单裂隙大理岩进行了宏细观单轴压缩疲劳破裂机理分析。结果表明:周期荷载幅值对岩样疲劳损伤影响显著,... 为研究冻融后单裂隙大理岩的疲劳损伤力学特性与破裂机理,采用宏观单轴压缩疲劳荷载试验与细观核磁共振试验相结合的方法,对冻融后的单裂隙大理岩进行了宏细观单轴压缩疲劳破裂机理分析。结果表明:周期荷载幅值对岩样疲劳损伤影响显著,单裂隙大理岩的疲劳寿命对裂隙倾角的变化不敏感;在周期荷载作用下,大理岩预制裂隙端部产生的微裂纹充分发展,产生局部剪切破坏;细观机理表现为周期荷载振幅越小,大理岩内部微小裂纹的贯通连接现象越显著,岩样的破坏越彻底;通过引入冻融损伤变量,并用循环次数与频率换算代替蠕变时间,基于传统的西原蠕变模型,建立了周期荷载下冻融单裂隙大理岩单轴压缩疲劳本构模型。研究结果可为寒区裂隙岩体边坡稳定性评价及灾害防治提供参考。 展开更多
关键词 冻融循环 单裂隙大理岩 周期荷载 破坏规律 本构模型
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基于纸张本构模型的瓦楞纸板边压强度仿真分析
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作者 孙德强 李想 +5 位作者 郝乾崇 马毅 李欣怡 宋雅玲 叶润杰 高雪蒙 《包装工程》 北大核心 2025年第1期155-162,共8页
目的采用LS-DYNA软件中的MAT274纸张本构模型,研究瓦楞纸板边压强度有限元仿真计算问题,并结合理论和试验结果验证模型的可靠性。方法参照瓦楞纸板边压强度测试试验标准,使用ANSYS和LS-PREPOST软件建立与此标准相吻合的瓦楞纸板边压强... 目的采用LS-DYNA软件中的MAT274纸张本构模型,研究瓦楞纸板边压强度有限元仿真计算问题,并结合理论和试验结果验证模型的可靠性。方法参照瓦楞纸板边压强度测试试验标准,使用ANSYS和LS-PREPOST软件建立与此标准相吻合的瓦楞纸板边压强度计算的有限元模型;采用边压强度试验及Li的简化公式和Garbowski的改进经验公式,分别得到瓦楞纸板的边压强度;对相关结果进行对比分析,以验证瓦楞纸板边压强度仿真计算模型的可靠性。结果针对B型、C型2种瓦楞纸板,采用以上方法得到其压缩过程及压缩曲线或边压强度的试验、理论和有限元计算结果。结论试验和仿真得到压缩过程中样品的变形模式和压缩曲线,以及边压强度理论、试验和仿真值结果的吻合性,证明了有限元模型的可靠性。这为瓦楞纸板设计应用提供了重要的参考和指导。 展开更多
关键词 瓦楞纸板 纸张 本构模型 边压强度 有限元仿真
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钢丝绳芯橡胶输送带两尺度统一本构模型与阻尼机制研究
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作者 李建刚 冯金平 +3 位作者 王鑫 刘思远 高仲杰 吴建军 《机械强度》 北大核心 2025年第7期144-151,共8页
钢丝绳输送带的本构分析是优化输送带设计和节能的关键问题,采用黏弹性理论及瞬态动力学的知识构建了基于表征钢丝绳的Maxwell模型和表征橡胶基体的Burgers模型,考虑了钢丝绳间的微动摩擦阻尼和钢丝绳与输送带之间的相互阻尼,构建了其... 钢丝绳输送带的本构分析是优化输送带设计和节能的关键问题,采用黏弹性理论及瞬态动力学的知识构建了基于表征钢丝绳的Maxwell模型和表征橡胶基体的Burgers模型,考虑了钢丝绳间的微动摩擦阻尼和钢丝绳与输送带之间的相互阻尼,构建了其混合本构模型,运用外加激励载荷的方法,在0~40℃条件下,建立本构模型间各参数之间的关系,运用Matlab对仿真曲线进行拟合、求解,在环境温度为40℃的条件下,对混合本构模型的准确性进行了验证。结果表明,模型预测数据与实测数据具有良好的一致性,其中最大误差为5.88%。证明此本构模型能够比较好地表征钢丝绳芯橡胶输送带,运用仿真加预测的方法,验证此模型的普适性。此研究为输送带结构优化和节能分析提供理论基础。 展开更多
关键词 混合本构模型 相互阻尼 钢丝绳输送带 温度效应
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