黏弹-双曲线Drucker-Prager塑性模型应力更新隐式算法 被引量：2

1

作者 闫富有 常键 刘忠玉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1797-1804,共8页

黏弹-塑性模型是由黏弹性模型与塑性元件串联而成,可视为黏弹-黏塑性模型中黏塑性黏度参数趋于0的一种极限情况,为黏弹性材料的结构破坏分析提供了一个途径。把黏弹-塑性模型的应变增量分解为黏弹和塑性增量两部分,考虑黏弹性应变历史,... 黏弹-塑性模型是由黏弹性模型与塑性元件串联而成,可视为黏弹-黏塑性模型中黏塑性黏度参数趋于0的一种极限情况,为黏弹性材料的结构破坏分析提供了一个途径。把黏弹-塑性模型的应变增量分解为黏弹和塑性增量两部分,考虑黏弹性应变历史,把黏弹性积分型本构关系在一个时步内线性化,定义与时间增量相关的剪切模量和体积模量,导出应力递推公式,把黏弹-塑性本构积分转化为与弹塑性相似的形式。针对由黏弹性和双曲线Drucker-Prager塑性、各向同性硬化的黏弹-塑性模型,通过黏弹性预估和塑性校正"二步"算法实现对应力的更新,给出完全隐式算法和最终的计算公式。算例比较分析表明,由于迭代过程中仅需要简单的函数计算,该算法具有很好的收敛性。一般经过2次迭代运算后,屈服函数值已达到10-10的量级,应力点便返回到屈服面上。 展开更多

关键词 黏弹性 塑性 应力更新算法 一致切线算子 有限元法

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基于非局部Mohr-Coulomb模型的土体渐进破坏分析 被引量：8

2

作者 曲勰 黄茂松 吕玺琳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期523-530,共8页

软化塑性模型的常规有限元数值分析结果严重依赖网格尺寸,而非局部塑性模型是解决这一问题的有效方法。但现有非局部模型仅能用于von Mises准则,无法用来进行一般软化土体渐进破坏分析。提出了一种改进的针对非局部模型的全隐式应力回... 软化塑性模型的常规有限元数值分析结果严重依赖网格尺寸,而非局部塑性模型是解决这一问题的有效方法。但现有非局部模型仅能用于von Mises准则,无法用来进行一般软化土体渐进破坏分析。提出了一种改进的针对非局部模型的全隐式应力回代迭代计算方法,该方法具有在迭代计算过程中逐步确定弹塑性点的特点,克服了现有算法误差较大及不稳定的缺点。将非局部理论推广到Mohr-Coulomb塑性模型中,使其能用来分析土体稳定性问题。采用局部和非局部模型对两个土体稳定问题,包括条形基础承载力问题和三角形荷载下边坡稳定问题进行渐进破坏分析,数值计算结果表明该方法可以消除软化塑性有限元计算的网格敏感性,起到了正则化的效果。 展开更多

关键词 非局部Mohr-Coulomb模型 有限元 塑性软化 网格敏感性 应力回代算法

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基于RKPM的海洋平台结构在燃爆载荷作用下响应特性研究 被引量：1

3

作者 刘成名 田雨 +1 位作者 任慧龙 梁园华 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期49-55,共7页

海洋平台作为海上石油开发基础设施,在作业中易发生油气泄漏爆炸事故。针对燃爆作用下结构响应特性问题,依据重构核粒子法分析典型海洋平台生活楼结构在燃爆载荷作用下的响应特性。首先依据壳体弹塑性理论及塑性返回算法,建立了燃爆载... 海洋平台作为海上石油开发基础设施,在作业中易发生油气泄漏爆炸事故。针对燃爆作用下结构响应特性问题,依据重构核粒子法分析典型海洋平台生活楼结构在燃爆载荷作用下的响应特性。首先依据壳体弹塑性理论及塑性返回算法,建立了燃爆载荷作用下的典型生活楼结构响应重构核粒子法数值模型与计算方法;其次与有限元软件计算结果进行比较,验证了重构核粒子法计算方法模拟结构响应的有效性;最后分析典型海洋平台生活楼模型在燃爆载荷作用下的冲击响应问题。研究结果表明:生活楼迎爆面中心点位移及应力响应最大值约为生活楼整体的3倍、2倍;塑性变形稳定时,生活楼迎爆面中心点位移较生活楼整体大1/4,表明舱室较梁结构能更好地抵抗燃爆载荷的冲击。 展开更多

关键词 燃爆载荷 重构核粒子法 弹塑性理论 塑性返回算法 动响应 生活楼 梁结构 舱室结构

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环件冷辗扩弹塑性动力显式有限元分析 被引量：2

4

作者 张学宾 李志刚 柳玉起 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第20期2486-2489,共4页

开发了冷辗扩弹塑性专用有限元分析程序RingForm,设计了中心差分求解动力显式有限元方程的算法。程序利用前后时间步屈服函数的值判断应变状态,采用径向返回法更新应力以减小弹塑性本构关系造成的累积误差。模拟了矩形截面环件的冷辗扩... 开发了冷辗扩弹塑性专用有限元分析程序RingForm,设计了中心差分求解动力显式有限元方程的算法。程序利用前后时间步屈服函数的值判断应变状态,采用径向返回法更新应力以减小弹塑性本构关系造成的累积误差。模拟了矩形截面环件的冷辗扩过程,与实验结果和有限元软件ABAQUS的模拟结果进行比较,证明了RingForm程序的精确性和稳定性。RingForm程序可以准确地分析开式冷辗扩过程并预测环件的宽展和端面平整度等参数。 展开更多

关键词 弹塑性 动力显式 径向返回算法 冷辗扩

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考虑温度影响的混凝土弹塑性本构模型及其应用 被引量：7

5

作者 李亮 姜文华 +1 位作者 吴俊 杜修力 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期280-288,501-502,共10页

基于弹塑性理论的框架,引入热力学中的自由能概念,建立了考虑温度影响的混凝土弹塑性本构模型。假设混凝土为弹塑性解耦材料,通过采用包含温度的自由能函数建立了弹性应力-应变关系的表达式;基于Drucker-Prager强度准则构造屈服函数,以... 基于弹塑性理论的框架,引入热力学中的自由能概念,建立了考虑温度影响的混凝土弹塑性本构模型。假设混凝土为弹塑性解耦材料,通过采用包含温度的自由能函数建立了弹性应力-应变关系的表达式;基于Drucker-Prager强度准则构造屈服函数,以塑性剪应变作为硬化参量,通过在硬化规律中引入温度变量来反映温度对混凝土塑性性质的影响,得到了塑性应力-应变关系的表达式。基于ABAQUS有限元软件平台,应用半隐式回映算法编制了上述弹塑性本构模型的UMAT子程序,完成了该模型的程序实现。通过对C20及C40混凝土单元在不同温度条件下单轴压缩与双轴压缩的数值模拟,并将模拟结果与已有文献试验结果进行了对比,二者符合较好,验证了该模型的正确性。应用该模型模拟混凝土材料的力学特性,开展了不同温度下集中荷载作用的混凝土简支梁及混凝土轴心受压柱力学响应的数值模拟。计算结果表明,随着温度的升高,相同荷载作用下混凝土构件的力学响应逐渐增大,反映了混凝土材料的力学性能随着温度的升高逐渐退化,这符合不同温度条件下混凝土构件力学响应的基本规律。 展开更多

关键词 混凝土 弹塑性 本构模型 温度 半隐式回映算法

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环件冷轧过程弹塑性动力显式算法有限元模拟

6

作者 郭正华 李悦 +1 位作者 郭吉萍 方平 《中国材料科技与设备》 2009年第3期73-76,共4页

基于弹塑性变形理论，通过虚功率原理建立环件冷轧过程有限元方程，并采用对时间的中心差分格式进行求解。在进行弹塑性应力分析时，本文引入径向回映算法，并分别给出了弹塑性加载和弹性回复时的应力计算列式。开发了环件冷轧有限元模... 基于弹塑性变形理论，通过虚功率原理建立环件冷轧过程有限元方程，并采用对时间的中心差分格式进行求解。在进行弹塑性应力分析时，本文引入径向回映算法，并分别给出了弹塑性加载和弹性回复时的应力计算列式。开发了环件冷轧有限元模拟软件NHRing，并对矩形截面环件开式冷轧过程进行了分析计算。计算结果表明，随着轧制的进行，环件中的应变分布趋于均匀，而环件截面中心部位由于锻不透将导致端面产生“鱼尾”现象，这与实际环轧生产基本一致。 展开更多

关键词 环件冷轧 弹塑性 有限元 动力显式 径向返回算法

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一种适用于饱和黏土循环动力分析边界面塑性模型的隐式积分算法 被引量：1

7

作者 刘艳秋 胡存 刘海笑 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3617-3624,共8页

修正了传统隐式回映算法,建立了适用于饱和黏土循环动力分析的边界面塑性模型的完全隐式积分格式。该模型基于无弹性域概念和临界状态理论,采用各向同性、运动硬化准则、旋转的边界面,并引入表征土体结构损伤和重塑程度的损伤变量以反... 修正了传统隐式回映算法,建立了适用于饱和黏土循环动力分析的边界面塑性模型的完全隐式积分格式。该模型基于无弹性域概念和临界状态理论,采用各向同性、运动硬化准则、旋转的边界面,并引入表征土体结构损伤和重塑程度的损伤变量以反映循环载荷作用下饱和黏土的各向异性、刚度、强度软化及塑性变形累积等特征。针对等压固结0K?1.0和偏压固结0K?0.67的饱和高岭黏土的不排水三轴试验进行模拟,采用不同的应变增量步长进行计算,并与试验数据对比,结果表明,修正隐式回映算法应用于该类边界面模型的合理性、积分格式的精确性和稳定性;另外,结合有限元软件自动时间步长的增量迭代解法,对饱和黏土应力控制的不排水动三轴试验进行预测,结果表明,修正的适用于该边界面的塑性模型隐式回映算法可以得到比较合理的数值分析结果,能够反映饱和黏土的循环刚度的退化和强度的弱化等动力特性。 展开更多

关键词 边界面塑性模型 隐式回映算法 循环动力特性 饱和黏土

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应力松驰对估算锡晶须生长的影响

8

作者 强磊 黄再兴 +1 位作者 萧业 高军 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期935-939,共5页

为了描述锡晶须生长过程中的应力生成与应力松驰同时发生的特性,对弹塑性-蠕变本构模型采用返回映射算法,在Abaqus平台上,通过自编的UMAT子程序进行求解。有限元计算表明,与Abaqus自带的弹塑性模型相比,弹塑性-蠕变模型能够有效的反映... 为了描述锡晶须生长过程中的应力生成与应力松驰同时发生的特性,对弹塑性-蠕变本构模型采用返回映射算法,在Abaqus平台上,通过自编的UMAT子程序进行求解。有限元计算表明,与Abaqus自带的弹塑性模型相比,弹塑性-蠕变模型能够有效的反映材料的应力松驰行为。应用该程序,我们计算了无铅焊试样中应力的变化,根据应力的变化估算了锡晶须的生长率,并研究了晶粒尺寸对锡晶须生长率的影响。 展开更多

关键词 锡晶须 应力松驰 返回映射算法 弹塑性-蠕变本构模型

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有限元实现含应变非强化区的双面循环塑性模型

9

作者 卿海 刘小明 +1 位作者 杨卫 吕坚 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期693-697,741,共5页

在有限单元方法的框架下,由广义径向返回法来实现含有应变非强化区的循双面环塑性本构模型。在小变形的假设下,本文详细描述了有限元方法实现率无关的双面循环塑性本构模型的完整算法。采用向后Euler隐式算法进行离散积分,其最终可化简... 在有限单元方法的框架下,由广义径向返回法来实现含有应变非强化区的循双面环塑性本构模型。在小变形的假设下,本文详细描述了有限元方法实现率无关的双面循环塑性本构模型的完整算法。采用向后Euler隐式算法进行离散积分,其最终可化简为一个非线性方程,并且由Peg-asus方法来求解。对径向返回法进行线性化,可以得到切向刚度算子。最后,文中通过两个算例表征了离散积分的精确性和材料模型的正确性。 展开更多

关键词 数值积分 径向返回法 应变非强化区 循环塑性模型 切向刚度算子

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基于应力回映弹塑性有限元的路基性能数值模拟

10

作者 牛明智 张柏林 《山西建筑》 2013年第12期128-129,共2页

基于自主开发的弹塑性有限元程序对路基性能展开研究,选取某路段的路基土进行试验,并对此路段路基的整个施工过程进行模拟,通过程序模拟得到整个路基施工过程中路基沉降值,模拟结果对于该工程施工具有借鉴作用。

关键词 地基沉降值 弹塑性有限元 应力回映 地基承载力

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一种非统一黏塑性本构的有限元实现

11

作者 杨梦豪 冯淼林 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2018年第2期305-314,共10页

在与率相关黏塑性本构模型的背应力分量中加入静态回复项通常用来更精确地描述材料应力松弛效应.本文基于包含静态回复项的非统一黏塑性本构模型,提出了对应的隐式应力积分算法.该模型可简化为两个关于偏背应力和等效应力张量的方程组,... 在与率相关黏塑性本构模型的背应力分量中加入静态回复项通常用来更精确地描述材料应力松弛效应.本文基于包含静态回复项的非统一黏塑性本构模型,提出了对应的隐式应力积分算法.该模型可简化为两个关于偏背应力和等效应力张量的方程组,通过牛顿迭代法进行求解.在应力积分算法中采用了Return-Mapping求解策略.此外还推导出了材料的一致切线刚度矩阵来判断有限元分析收敛性.在此基础上开发出了适用于ABAQUS工程软件的UMAT用户材料子程序.文中选取了高温下镍合金材料在伴随应力松弛的循环加载路径下的试验结果来验证算法的有效性.从比较结果中可以发现:用户子程序即使在大时间增量下也具有良好的收敛性,静态回复项的引入使得模型对应力松弛效应的模拟更加准确. 展开更多

关键词 静态回复项 非统一黏塑性本构模型 隐式应力积分算法 应力回拉技术 用户子程序

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