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考虑剪胀性的面层基层混合铣刨料模型及其参数敏感性分析
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作者 张冰冰 宋飞 孙传迪 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期163-176,共14页
为了研究面基混合铣刨料的力学性能及其尚不明确的本构模型,在三轴试验的基础上,基于Duncan-Chang模型和Pastor-Zienkiewicz剪胀方程构建了非线性剪胀本构模型,通过应用次弹性理论推导出该本构模型的刚度矩阵,并借助ABAQUS有限元软件平... 为了研究面基混合铣刨料的力学性能及其尚不明确的本构模型,在三轴试验的基础上,基于Duncan-Chang模型和Pastor-Zienkiewicz剪胀方程构建了非线性剪胀本构模型,通过应用次弹性理论推导出该本构模型的刚度矩阵,并借助ABAQUS有限元软件平台的UMAT子程序对该模型进行了二次开发,验证了模型的准确性和可靠性.此外,还对该模型的参数进行了全体敏感性分析及关键参数响应面分析.结果表明,在轴向应变为10%左右时,不同围压下两种材料的强度均逐渐达到残余强度,体积应变与轴向应变呈现出先减小后增大的趋势,且在一定范围内表现为明显的剪胀特性.利用二次开发出的UMAT子程序对三轴试验进行模拟计算,其结果与试验结果相比展现出高度的吻合度.研究指标偏差应力(σ_(1)-σ_(3))受到参数φ_(0)、Δ_(φ)、K的影响尤为突出,受参数n、φ_(cr)、α、R_(f)的影响则相对较弱,轴向应变ε_(1)受参数R_(f)、K、φ_(0)的影响变得显著,而n、Δ_(φ)、φ_(cr)、α的影响则显得较为有限.对(σ_(1)-σ_(3))的敏感性程度由高到低次序为φ_(0)、φ_(0)^(2)、Δ_(φ)、φ_(0)Δ_(φ)、KΔ_(φ)、K、K^(2)、Δφ^(2)、Kφ_(0),对ε_(1)的敏感性程度由高到低次序为R_(f)、φ0、R_(f)2、K、R_(f)φ0、KR_(f)、φ0~2、Kφ0、K2.通过响应面法分析比较关键参数之间交互作用,发现它们对(σ_(1)-σ_(3))的具体影响程度为:φ_(0)>Δ_(φ)>K;对ε_(1)的具体影响程度为:R_(f)>φ_(0)>K.研究成果可为面基混合铣刨料的工程应用提供理论依据及为参数选取提供参考. 展开更多
关键词 本构模型 剪胀性 次弹性理论 敏感性分析 响应面
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三向受压混凝土的三维本构关系 被引量:11
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作者 余勇 吕西林 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期622-626,共5页
提出一个三向受压混凝土的本构关系模型。基于亚弹性正交异性理论,采用Ottosen的破坏准则,把Darwin和Pecknold的等效单轴应变概念进一步推广到三维非线性增量应力—应变关系中。模型的特点是:它建立在前人的研究成果基础上,所有的... 提出一个三向受压混凝土的本构关系模型。基于亚弹性正交异性理论,采用Ottosen的破坏准则,把Darwin和Pecknold的等效单轴应变概念进一步推广到三维非线性增量应力—应变关系中。模型的特点是:它建立在前人的研究成果基础上,所有的参数均建立在试验数据的基础上,只需输入少数的材料参数便可确定本构模型,因此便于在实际工程分析中应用。 展开更多
关键词 混凝土 本构关系 三向受压
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基于应力响应包络的土体典型本构模型比较 被引量:2
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作者 黄文雄 沈建 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期508-515,共8页
应力响应包络是本构模型切线刚度的一种几何表达,也是研究本构模型定性特征的有效工具。针对亚弹性、弹塑性及亚塑性等3种类型的土体本构模型,分别以邓肯模型、剑桥模型和Gudehus-Bauer模型为例,讨论了相应的应力响应包络形态,并比较了... 应力响应包络是本构模型切线刚度的一种几何表达,也是研究本构模型定性特征的有效工具。针对亚弹性、弹塑性及亚塑性等3种类型的土体本构模型,分别以邓肯模型、剑桥模型和Gudehus-Bauer模型为例,讨论了相应的应力响应包络形态,并比较了3类模型各自的特点。并且,通过分析不同模型的应力响应包络及其在主应力空间中的变化规律,说明了亚弹性模型用于模拟土体的加、卸载存在着本质缺陷;弹塑性模型在屈服面附近的中性变载和卸载响应存在一定的问题;亚塑性模型描述的土体切线模量随应变增量方向连续变化的特征比较合理,但简单亚塑性模型难以准确模拟土体不排水剪切应力路径。 展开更多
关键词 本构模型 应力响应包络 亚弹性 弹塑性 亚塑性
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散粒体与亚弹性本构模型 被引量:2
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作者 沈成武 雷建平 计三有 《武汉交通科技大学学报》 1997年第6期622-627,共6页
提出一种含4个材料常数的亚弹性本构模型,来描述散粒体在加载时的力学行为.本模型的分析结果与不同相对密度下标准砂的三轴实验可较好地吻合,能反映散粒体的剪缩、剪胀现象.还对如何用三轴实验数据来确定这4个材料常数,给出了适宜... 提出一种含4个材料常数的亚弹性本构模型,来描述散粒体在加载时的力学行为.本模型的分析结果与不同相对密度下标准砂的三轴实验可较好地吻合,能反映散粒体的剪缩、剪胀现象.还对如何用三轴实验数据来确定这4个材料常数,给出了适宜的计算方法. 展开更多
关键词 散粒体 亚弹性 本构模型 三轴实验
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碾压混凝土重力坝的安全评价方法和安全标准的研究 被引量:5
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作者 任旭华 缪翬 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1998年第4期8-13,共6页
在研究碾压混凝土重力坝失稳破坏机理的基础上,提出以准弹性准则作为碾压混凝土重力坝的设计准则.以三峡工程为例分析了碾压混凝土坝层面力学参数、刚度对大坝应力和稳定的影响.此外,详细研究了与安全准则配套的安全系数取值问题,... 在研究碾压混凝土重力坝失稳破坏机理的基础上,提出以准弹性准则作为碾压混凝土重力坝的设计准则.以三峡工程为例分析了碾压混凝土坝层面力学参数、刚度对大坝应力和稳定的影响.此外,详细研究了与安全准则配套的安全系数取值问题,所得结果对工程设计以及有限元数值方法实用化有普遍的参考意义. 展开更多
关键词 碾压混凝土 重力坝 稳定 安全标准 安全评价
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零级次弹性圆柱杆在阶跃速度拉伸时的惯性效应 被引量:1
6
作者 蔡中民 《工程力学》 EI CSCD 1992年第1期38-42,共5页
本文给出了一个零级次弹性圆柱杆在阶跃速度拉伸时有限变形的解析解,由其解发现,在阶跃速度下轴向惯性效应比在指数速度下有极大增加。
关键词 次弹性 零级 圆柱杆 拉伸 惯性效应
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零级次弹性圆柱杆在常速度拉伸时的惯性效应 被引量:1
7
作者 蔡中民 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1991年第2期124-132,共9页
本文给出了一个零级次弹性圆柱杆在常速度拉伸时有限变形的解析解,由其解发现在不同拉伸速度下应力-应变曲线的不同,完全是由于惯性力而引起,它使轴向应力几乎是随着拉伸速度比值的平方而增加。
关键词 零级次弹性 圆柱杆 拉伸 惯性效应
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基于次弹性模型的三维牙周膜建模仿真研究
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作者 魏志刚 汤文成 +1 位作者 严斌 杨宝宽 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1125-1129,共5页
建立和研究牙周膜的次黏弹性本构模型.对用次弹性模型描述牙周膜力学特性的合理性进行了分析,基于各向同性假设和小应变的条件进行推导,建立了基于单轴拉伸实验数据的牙周膜多轴次弹性模型;基于已有的试验数据,构建了牙周膜次黏弹性本... 建立和研究牙周膜的次黏弹性本构模型.对用次弹性模型描述牙周膜力学特性的合理性进行了分析,基于各向同性假设和小应变的条件进行推导,建立了基于单轴拉伸实验数据的牙周膜多轴次弹性模型;基于已有的试验数据,构建了牙周膜次黏弹性本构模型,并确定了粘性参数;在此基础上,建立了牙颌有限元模型,并使用次弹性模型对文献的实验进行了仿真.结果表明,有限元仿真结果与实验数据基本符合,该次弹性本构模型能够描述牙周膜的力学特性. 展开更多
关键词 牙周膜 次弹性 本构模型 有限元 建模仿真
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Cauchy弹性的次弹性形式表述 被引量:1
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作者 张善元 梁非 雷建平 《太原工业大学学报》 1992年第2期1-6,共6页
本文利用张量函数梯度的定义,解析地导出了Cauchy弹性的次弹性本构表达形式,并应用于一类软组织材料和Mooney—Rivlin等橡胶材料。
关键词 次弹性 应力率 柯西弹性
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A RATE TYPE METHOD FOR LARGE DEFORMATION PROBLEMS OF NONLINEAR ELASTICITY
10
作者 梁非 张善元 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 1994年第2期125-133,共9页
In this paper. we obtain the rate-tvpe constitutive expressions of the nonlinearisotropic elastieity by using the Jaumann, Truesdell and Green-Naghdi stress rgterespectively,Through analysing the simple shear deformat... In this paper. we obtain the rate-tvpe constitutive expressions of the nonlinearisotropic elastieity by using the Jaumann, Truesdell and Green-Naghdi stress rgterespectively,Through analysing the simple shear deformation for Mooney-Rivlin material.three kinds of rate-type constitutive equations are verified to be equivalent to the original equation.Rate-type variational prineiples are also presented, and the Ritzmethod is used to obtain the numerical solution of a reetangular rubber membraneunder uniaxial streteh. 展开更多
关键词 nonlinear elasticity. hypoelasticity. large deformation. stressrate tensor
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次弹性材料的无网格分析方法研究
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作者 赵光明 宋顺成 《安徽理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2004年第4期6-9,共4页
次弹性材料在实际工程中是常见的,传统计算中大多数采用有限元方法。利用无网格伽辽金法对次弹性材料进行数值计算,并通过罚参数来实现本质边界条件,推导了求解此类问题的无网格伽辽金法离散格式。算例结果表明,无网格伽辽金法处理次弹... 次弹性材料在实际工程中是常见的,传统计算中大多数采用有限元方法。利用无网格伽辽金法对次弹性材料进行数值计算,并通过罚参数来实现本质边界条件,推导了求解此类问题的无网格伽辽金法离散格式。算例结果表明,无网格伽辽金法处理次弹性材料时,具有较高的计算精度,是一种有效的数值计算方法。 展开更多
关键词 次弹性 无网格伽辽金法 非线性弹性
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次弹性力学的一个广义变分原理
12
作者 张善元 《太原工业大学学报》 1990年第4期1-11,共11页
本文利用 Truesdell 应力率给出了次弹性力学问题的一个广义变分原理,该原理是在现时构形上以率的形式给出,可用于建立大变形分析中适时的Lagrange 描述有限元公式。
关键词 次弹性力学 变分原理 应力率
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非线性弹性大变形问题的率型解法
13
作者 梁非 张善元 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1994年第2期121-128,共8页
本文分别采用Jaumann应力率、Truesdell应力率和Green-Naghdi应力率导出了非线性各向同性弹性体的率型本构表达形式,通过对Mooney-Rivlin材料的简单剪切大变形分析表明,三种率型的本构关系... 本文分别采用Jaumann应力率、Truesdell应力率和Green-Naghdi应力率导出了非线性各向同性弹性体的率型本构表达形式,通过对Mooney-Rivlin材料的简单剪切大变形分析表明,三种率型的本构关系均与全量本构关系相等价。文中还给出了相应的率型变分原理,并采应Ritz法,数值求解了受单轴拉伸的矩形橡皮薄膜的大变形问题. 展开更多
关键词 非线性 弹性 大变形 应力率
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定常速度场假定下零级次弹性抛物柱体内力场的逆解法分析
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作者 王忠年 《海军工程大学学报》 CAS 1993年第1期87-92,共6页
本文针对零级次弹性抛物柱体,在形如V^1=ηf^1(t);V^2=—ξf^1(t);V^3=0速度场的假定下,给出了相应内力场的解析表达式及形成该速度场的应力边界条件。
关键词 次弹性 抛物柱体 曲线坐标
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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
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超弹性体的一个率型本构关系
16
作者 梁非 张善元 《太原工业大学学报》 1995年第1期15-19,共5页
利用张量函数求梯度的定义,文中导出了各向同性超弹性体的率型本构表达形式;作为实例,将其应用于Mooney-Rivlin型的一类橡胶材料。本文是文献[2]的继续和发展。
关键词 超弹性 次弹性 应力率 率型本构关系
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基于小应变非线性弹性模型的基坑开挖三维数值模拟 被引量:4
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作者 刘磊 倪雨萍 +2 位作者 黄茂松 时振昊 顾晓强 《建筑科学》 CSCD 北大核心 2020年第S01期191-197,共7页
小应变弹塑性模型-HSS模型广泛应用于软土基坑工程分析中,为便于简化计算,建立一种与HSS模型主要参数相对应的小应变非线性弹性本构模型是必要的。本文首先从Benz提出的小应变Overlay模型出发,建立一个综合考虑土体小应变范围内的模量... 小应变弹塑性模型-HSS模型广泛应用于软土基坑工程分析中,为便于简化计算,建立一种与HSS模型主要参数相对应的小应变非线性弹性本构模型是必要的。本文首先从Benz提出的小应变Overlay模型出发,建立一个综合考虑土体小应变范围内的模量衰减特性、模量的应力路径相关特性,大应变范围内的剪切与体变耦合特性,以及全应变范围内应力-应变关系的非线性、模量应力相关性的非线性弹性本构模型。然后,基于ABAQUS的子程序UMAT进行二次开发实现三维有限元数值模拟,平行使用基于本文模型的ABAQUS和基于HSS模型的Plaxis程序对均质土层基坑开挖算例以及台北TNEC基坑工程案例进行分析对比,验证了本文模型的有效性。 展开更多
关键词 基坑开挖 三维数值分析 小应变特性 非线性弹性
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