一、工程材料弹塑性应力应变模型分析（论文文献综述）
李志杰[1]（2021）在《多级扭绞结构的弹塑性力学行为研究》文中研究说明国际热核聚变实验堆（ITER）计划是目前我国参与的规模最大的科学工程国际合作计划,其由中国、欧盟、日本、韩国、美国等七方共同参与ITER装置的建造和下一步实验的运行,其目标是验证利用核聚变能的科学和工程技术可行性,为未来的核聚变能源商业化应用探索道路。作为国际热核聚变反应堆的核心装置,超导托卡马克装置中的超导磁体系统大多采用CICC（Cable in Conduit Conductor）超导导体制成。CICC超导导体是由具有多级扭绞结构的超导电缆和外层的不锈钢套组成,已有研究表明超导电缆中Nb3Sn股线的超导性能对力学响应极为敏感。在热应力和洛伦兹力的影响下,Nb3Sn超导电缆的性能会发生显着退化,因此,超导电缆的力学响应会直接影响其性能和运行寿命。超导电缆力学行为的研究是实现托克马克装置安全性与稳定性设计的基础。本文研究了一级、二级扭绞结构在拉伸荷载和扭转荷载下的线弹性和弹塑性力学响应,并讨论了不同螺旋角和不同边界条件下的拉伸载荷对轴向响应的影响。本文主要研究内容如下:本文第一部分对一级绞缆结构的弹塑性力学行为进行了研究。一级绞缆结构的几何构型可以由其形心线的曲率和扭率描述。基于细杆理论,对股线进行受力分析并给出平衡方程;其线弹性力学响应则由一级绞缆结构的整体轴向应变、股线的曲率和扭率的变化量给出。基于塑性增量理论,使用return-mapping法求出了一级绞缆结构在轴向拉伸与扭转载荷下的弹塑性应力分布;进而求得一级绞缆结构的弹塑性力学响应。在扭绞模型中考虑了接触变形对结构弹塑性力学响应的影响,将其等价为泊松效应产生的应变,以此对模型进行了修正。本文采用圆柱间的非赫兹接触本构关系描述了股线间的接触的行为,并对模型进行了拓展和完善。本文第二部分主要对结构上更加复杂的二级绞缆结构进行了弹塑性力学行为分析。为求得二级绞缆结构的弹性力学响应,基于细杆理论对二级绞缆结构进行了从简单到复杂,从一级到二级的逐级建模。将三根互相缠绕的螺旋股线视为等效的螺旋股线,从而实现了将绞缆结构的力学变量逐级地求解处理,做到“自下而上”的分级建模过程。基于塑性增量理论,求出了二级绞缆结构在轴向拉伸与扭转载荷下的弹塑性力学响应。
汪吉赛[2]（2021）在《铝基复合材料力学性能数值模拟及实验研究》文中研究说明具有良好力学性的金属基复合材料被广泛应用于航空航天等国防军工领域。为了表征铝基复合材料力学性能,维氏硬度和单轴拉伸测试时会对铝基复合材料试样产生损坏,且无法测量出铝基复合材料中铝基体的力学性能,进而无法精确实现铝基复合材料力学性能预测与调控。本文选取2024Al/Al18B4O33w复合材料作为研究对象,通过对纳米压痕试测试获得基体的行程-载荷曲线。通过纳米压痕测试得到了基体材料的弹性模量E和纳米硬度H分别为84.09GPa和0.927GPa。利用量纲法和反演分析法,研究了铝基体应变强化指数、初始特征应力和初始特征应变,确定铝基体屈服强度和幂函数型弹塑性应力-应变关系,获得铝基复合材料中基体屈服强度σ和应变强度指数n分别为226.47MPa和0.224。基于获得的基体力学性能参数,建立单胞模型,开展有限元模拟,探究了不同增强体形状、体积分数和尺寸对铝基复合材料力学性能的影响。采用修正的Eshelsy等效夹杂理论,引入割线模量和切线模量,考虑失效增强体的体积分数,分别对铝基复合材料应力应变曲线进行预测。通过预测曲线与实验拉伸曲线进行比较,最终切线模量法得到屈服强度为212.65MPa比试验所得屈服强度低了12.8%,修正的割线模量法获得的铝基复合材料的屈服强度约为249.23MPa比实验曲线高了约4.8%,弹性模量为131.98GPa。采用Deform有限元软件,分析研究了铝基复合材料合板材多道次变温热轧过程。探究最佳的热轧工艺为:第一道次温度为450℃,下压量为0.5mm;第二道次温度为500℃,下压量为0.3mm;第三道次温度为450℃,下压量为0.4mm。
李学军[3]（2020）在《非绕轴对称隧道应力变形及围岩特征曲线研究》文中研究指明围岩在初始地应力状态下处于弹性状态,而开挖后围岩将发生松动或塑性变形。因此对于软弱围岩或埋深较大的隧道,研究围岩应力变形具有重要意义。现有围岩应力变形及围岩特征曲线研究大多是针对严格绕轴对称条件而建立,未考虑实际隧道的非绕轴对称情况。基于此,本文以黄枫隧道为工程背景,采用现场监测、数值计算与理论分析相结合的研究方法,对非绕轴对称隧道施工阶段围岩应力变形及围岩特征曲线开展了系统研究。主要研究内容和结论如下:（1）非绕轴对称隧道施工阶段现场监测研究。现场监测数据显示,隧道断面对称位置收敛位移趋于稳定值出现不等现象,且对称位置收敛位移2-1与2-3测线最大相差29.17%,对称位置收敛位移2-4与2-5测线最大相差44.00%,说明对称位置收敛位移出现不等,即非绕轴对称现象。（2）非绕轴对称隧道施工过程数值模拟研究。分析不同地表坡角和不同隧道埋深对非绕轴对称隧道施工过程应力变形的影响,结果表明对称位置应力和位移均出现不对等情况。不同地表坡角和不同隧道埋深条件下拱肩、拱墙、拱脚位置处的非绕轴对称应力比均不等于1。随埋深变化,对称位置收敛测线位移并不一致,埋深小于10m时,对称位置2-1与2-3测线最大收敛位移相差11.60%,而埋深大于10m时,对称位置2-1与2-3测线最大收敛位移相差59.84%;对称位置2-4与2-5测线最大收敛位移相差73.67%。数值模拟结果显示隧道围岩应力与变形均出现非绕轴对称现象。（3）基于统一强度理论隧道应力变形及围岩特征曲线研究。根据统一强度理论和非关联流动法则,考虑侧压力系数、中间主应力、隧道方位角、剪胀特性、塑性区弹性模量和塑性区弹性应变,建立了非绕轴对称隧道围岩应力变形及围岩特征曲线解析解。并通过工程实例分析,讨论了侧压力系数、中间主应力效应参数、隧道方位角、剪胀特性参数等因素对非绕轴对称隧围岩应力变形及围岩特征曲线解的影响。结果表明:随中间主应力效应参数b的增加,塑性区环向拉应力逐渐减小,径向压力逐渐增大,塑性区范围逐渐减小,塑性区位移和围岩特征曲线逐渐左移,最大洞壁位移逐渐减小;随侧压力系数λ的增加,塑性区环向拉应力逐渐减小,径向应力逐渐增大;在λ<1时竖直方向塑性区范围逐渐内缩,塑性区位移和围岩特征曲线左移,在λ>1时水平方向塑性区范围逐渐内缩,塑性区位移右移,围岩特征曲线左移;随剪胀特性参数β增加,塑性区位移上移,围岩特征曲线右移,最大洞壁位移增大。对比现场监测、数值计算与理论分析三者应力变形结果,均有出现非绕轴对称情况。研究成果能为非绕对称隧道支护设计及施工提供参考与借鉴。
宋晨曦[4]（2020）在《裂纹尖端弹塑性应力应变场及抗断裂关键参数的数值研究》文中提出课题来源于十三五国家重点研发计划《超期服役承压设备寿命预测及延寿关键技术》（2016YFC0801905）,针对裂纹尖端局部区域的弹塑性应力应变场及材料的抗断裂关键性能进行研究。断裂力学传统的研究方法有实验研究和理论分析两种,但都有其局限性。实验方法的研究很难触及到裂纹尖端的微观区域,而裂纹的尖端区域应力应变分布往往决定着裂纹是否扩展,进而决定试件是否安全可靠。本课题采用有限元数值分析的办法研究裂纹尖端区域的应力应变分布,并讨论不同本构下不同裂纹长度下裂尖塑性区的大小。研究内容从以下几个方面入手:（1）针对改进型改进型WOL试件,应用有限元的方法计算不同材料本构下裂纹尖端区域的应力场分布及裂纹张开位移曲线,通过与理论值对比,证明有限元设置和计算方法的准确,分析了弹塑性参数对裂纹尖端应力场分布的影响规律。应用裂纹张开位移的柔度法实验,得到裂纹张开过程中的V/P曲线。通过有限元计算与实验得到的V/P曲线进行比对,分析得到塑性指标对柔度法测量裂纹长度的影响。（2）创建4130X材料的真应力应变本构的三点弯试样有限元模型,通过提取不同裂纹长度下弹性区内的裂纹张开位移,拟合得到裂纹尖端的张开位移,绘制裂纹扩展阻力δ-Δa曲线,计算得到非敏感断裂抗力δ0.2BL值。模拟结果与实测得到的阻力曲线、非敏感断裂抗力对比可知,二者差异均在10%以内,有限元模拟得到的材料抗断裂性能可应用于实际工程,为课题后期模拟三点弯裂纹扩展提供基础。（3）模拟三点弯试样在三种本构下的裂纹扩展过程,得到不同裂纹长度下裂纹尖端区域的σx,最大主应力,Mises应力,等效应变,等效塑性应变的云图和分布曲线,分析了不同的弹塑性本构参数对曲线形态及裂尖塑性区内力学行为的影响。并将静载模型与裂纹扩展模型计算得到的相应参数进行对比,得到了裂纹扩展带来的局部卸载效应对应力应变分布的影响规律。
王琳[5]（2020）在《基于激光表面淬火的大型风电变桨轴承疲劳寿命研究》文中指出近年来随着全球风电行业的迅猛发展,风力发电机组的运行可靠性相应也受到了广泛的重视与关注。其中变桨轴承作为其关键零部件,对于整机运行的安全性及可靠性起着关键的作用,接触疲劳是最其主要的失效形式之一。变桨轴承尺寸大,受载复杂,疲劳寿命影响因素众多,普通小型轴承的相关计算方法已不适用于大型轴承的研究。本文以风电用兆瓦级大型3.4MW变桨轴承为研究对象,围绕外载荷建模、考虑激光表面硬化层深的接触应力疲劳寿命计算等,开展了相关学习研究,为大型风力发电机组变桨轴承的长寿命设计制造提供一定的理论指导和参考依据,具有重要的工程意义。主要研究内容如下:1、对变桨轴承所受外载荷进行了分类,根据GL规范和IEC标准,基于叶素动量理论对风电机组的气动模型进行了研究,制定了载荷分析的主要设计工况,运用GH Bladed软件对机组在各工况下叶根处的时序载荷进行了计算,获得了施加于变桨轴承上的极限载荷列表和LDD谱,为变桨轴承的力学分析和疲劳寿命研究提供了载荷数据。2、考虑激光表面硬化影响,将滚道分为硬化层、过渡层及心部三部分,建立了变桨轴承滚动体/滚道局部接触有限元模型,基于赫兹理论,完成了线弹性应力的分析,计算结果与理论值相比误差较小,验证了模型的可行性。在此基础上,进一步分析了不同硬化层深对于等效应力、接触应力的影响规律,结果表明:滚道硬化层深的理论计算值为9.6mm;仅考虑线弹性材料模型,目标硬化层的值为9.48mm;随着硬化层深度的增加,最大等效应力和最大剪切应力幅值减小位置下移,最大接触应力幅值减小,变桨轴承滚道整体受力情况改善。3、考虑在服役工况下,滚道部分接触区域有可能已经进入塑性变形区,因此,基于上述的局部模型,引入弹塑性应力应变关系,进行了弹塑性接触应力计算,在此基础上,深入研究了硬化层深、接触载荷及摩擦系数对于接触应力、等效应力的影响,结果表明:与弹性材料模型相比,考虑硬化层的塑性后,目标硬化层的值降为9.12mm;相同硬化层深及接触载荷等条件下,滚道所受最大接触应力和最大等效应力均小于线弹性材料计算结果;对于弹塑性材料,硬化层深度增加、接触载荷减小以及接触面摩擦因数减小都会导致最大接触应力减小,最大等效应力和最大剪切应力幅值减小且位置下移,这都有利于滚道表面受力情况的改善。此外,研究表明等效应力的分布路径在过峰值后基本不受硬化层深度的影响,因此为了使滚道心部不超过等效许用应力值,硬化层深度必须达到心部应力许用值的深度。4、利用L-P理论公式对变桨轴承的疲劳寿命进行了计算。考虑变桨轴承激光淬火硬化层影响,基于上述局部弹塑性材料模型和应力计算结果,利用nCode软件对滚道进行了应变—疲劳寿命计算,分析了硬化层、接触载荷及表面粗糙度对变桨轴承疲劳寿命的影响,结果表明增加硬化层深度、减小接触载荷、减小接触面粗糙度都会使变桨轴承滚道疲劳寿命得到显着提升。
何振华[6]（2020）在《生物酶改良淤泥的物理力学特性及工程应用》文中研究表明水泥、石灰等无机化学材料常用于固化淤泥,该材料生产过程中存在资源和能源消耗大、CO2排放量大、环境污染严重等环境问题。针对该问题,本文依托湖南省重点学科建设项目（2013ZDXK006）和现代木结构工程材制造及应用技术湖南省工程实验室开放基金项目（HELFMTS1707）,开展了生物酶改良淤泥的基本物理力学特性的试验研究,研究了生物酶掺量对淤泥的基本物理力学指标的影响规律,根据生物酶改良淤泥的应力-应变关系曲线,探明了生物酶掺量对应力-应变关系曲线的影响规律,并以Duncan-Chang本构模型和Lade-Duncan单屈服面本构模型为理论基础,建立了生物酶掺量与模型参数的相关关系,得到了基于生物酶掺量影响下的Duncan-Chang本构模型和Lade-Duncan单屈服面本构模型,并对模型进行验证。得到了生物酶最佳掺量的确定方法,探究了生物酶改良淤泥的相关施工工艺指标的控制方法与标准,并对生物酶改良淤泥的路用指标进行评价。研究结果为生物酶改良淤泥的物理力学性质提供了试验依据,并为后续工程应用提供了一定的指导。本文开展的主要研究工作及取得的相关结论如下:1、开展的研究工作:（1）对生物酶改良淤泥进行一系列物理力学试验,研究生物酶改良淤泥的物理特性、强度特性、压缩特性以及应力-应变关系,分析生物酶掺量对淤泥的改良作用效果、剪切强度以及压缩特性影响的变化规律。（2）根据生物酶改良淤泥的应力-应变关系曲线,以Duncan-Chang本构模型和Lade-Duncan单屈服面模型为理论基础,分析生物酶掺量对各模型参数的影响规律,并得到酶掺量与模型参数之间的相关关系,建立考虑生物酶掺量影响下改良淤泥的Duncan-Chang本构模型和Lade-Duncan单屈服面模型。（3）得到生物酶最佳掺量的确定方法,探究生物酶改良淤泥相关施工工艺指标的控制方法及标准,并对生物酶改良淤泥的路用指标进行评价。2、取得的研究进展和相关结论:（1）通过生物酶改良淤泥的一系列物理力学试验,研究发现液塑限、塑性指数、最大干密度均随着生物酶掺量的增加而逐渐减小,而最佳含水率随着生物酶掺量的增加先降低后增大。粘聚力和内摩擦角均随着生物酶掺量的增加而增大,且从偏应力（σ1-σ3）与轴向应变ε1关系曲线可知,表现为应力硬化型,并近似双曲线,说明生物酶能显着提高淤泥的抗剪强度。淤泥的压缩系数随着生物酶掺量的增加而减小,且经过生物酶改良的淤泥由高压缩性土体演变为中压缩性土。（2）基于生物酶改良淤泥的三轴固结排水试验,结合Duncan-Chang本构模型和Lade-Duncan单屈服面模型,分析了生物酶掺量对模型各参数的影响规律,建立了生物酶掺量与模型参数的相关关系,得到了基于生物酶掺量影响下改良淤泥的Duncan-Chang本构模型和Lade-Duncan单屈服面模型。经验证,建立的模型可以较好地描述不同生物酶掺量下淤泥的应力-应变关系。（3）基于无侧限抗压强度试验,确定了生物酶最佳掺量为6%。综合考虑了淤泥的初始含水率、压实度以及酶掺量均匀性等相关施工工艺指标的控制方法,将淤泥的最初始含水率控制在20%±2%范围内,淤泥与生物酶拌和后能较快的达到最佳含水率值,且击实次数是影响生物酶改良淤泥压实度的一个重要因素,修正Wilcox-Swailes均匀系数可用于判定生物酶与淤泥拌和均匀性。基于CBR试验发现经过生物酶改良的淤泥满足二三四级公路下路堤的强度要求。综上所述,本文通过对生物酶改良淤泥的物理力学特性的试验研究,探明了生物酶掺量对淤泥的物理指标和力学强度指标的变化规律,建立了能描述生物酶改良淤泥应力-应变关系的Duncan-Chang本构模型和Lade-Duncan单屈服面模型,探讨了生物酶改良淤泥作为路基填料施工工艺的控制方法。为今后生物酶改良淤泥提供一定的参考依据。
潘将[7]（2020）在《饱和多孔介质动力分析的时间间断物质点方法》文中研究说明多孔介质在生产生活中应用广泛。对于多孔介质力学行为的研究,在岩土工程、材料科学和生物与医学工程等领域都具有重要的研究价值和应用前景。当地震波在地壳中传播或其他饱和多孔材料受到冲击载荷时,其应力波和孔隙压强波在结构内传播,波形分布通常表现出间断性和陡峭的梯度特性。现有的数值计算方法在处理这类工况时,往往不能准确地表征应力波和压强波的间断性,并且在计算过程中常出现虚假的高频数值振荡。在饱和多孔介质接触和弹塑性分析等非线性问题中,也常因为应力的数值振荡导致接触力和等效塑性应变的计算精度降低。因此,本文针对饱和多孔介质动力问题展开研究工作,主要内容如下:第一、提出了一种用于求解饱和多孔介质瞬态耦合问题的时间间断物质点方法,用以解决传统物质点方法在处理饱和多孔介质波传播过程中出现的问题。一方面分别基于饱和多孔介质u-U和u-p形式控制方程,结合传统物质点方法思想,并采用了对流粒子域插值函数,得到了饱和多孔介质控制方程的离散形式。另一方面基于时间间断物质点方法思想,离散连续时域,通过组合空间离散的控制方程、约束方程来建立时间间断控制方程弱形式,用于计算重构的节点位移和节点速度,其中节点位移由分段三次Hermite函数插值重构,节点速度由线性函数插值重构。重构后的位移场保持连续而位移场关于时间的导数即速度场变为不连续,用以表征应力波的间断性并控制数值振荡。给出了饱和多孔介质时间间断物质点方法u-U形式和u-p形式控制方程时间相关的本构更新算法。还给出了饱和多孔介质时间间断物质点方法的程序计算流程,其中包括节点速度的迭代重构计算过程。第二、提出了饱和多孔介质线性动力问题的时间间断物质点方法。通过代表性算例验证了所提算法在饱和多孔介质一维和二维波传播问题中的有效性,并研究了时间步长、物质点细分、饱和多孔介质控制方程和两相物质点法阻尼力项插值方法对计算结果的影响。数值计算结果表明:（1）所提算法能有效地控制传统物质点方法中严重的数值振荡,并能较好表征应力波的间断性质;（2）时间步长对时间间断物质点方法的计算结果影响较大,时间步长变大会使应力波曲线变得平滑但无法良好地表征间断性;（3）物质点划分越多,其结果越好;（4）不同控制方程和阻尼力项不同插值方法对于结果的影响不大;（5）相较于传统物质点法,饱和多孔介质时间间断物质点法时间计算成本增加得并不多。第三、针对接触问题和弹塑性问题,提出了饱和多孔介质非线性动力问题的时间间断物质点方法。其中给出了饱和多孔介质动力接触算法、单相固体和饱和多孔介质弹塑性问题的本构模型,以及相应的时间间断程序计算流程。通过代表性算例验证了所提算法在接触问题和弹塑性问题中的有效性。首先,所提算法在两物体碰撞接触的应力波传播的过程中,能有效消除杂乱高频的数值振荡,比传统物质点法更接近理论解,并且能较好地预测接触力的演变过程,消除接触力曲线中的数值振荡。在弹塑性问题中,对于单相固体和饱和多孔介质均能较好地表征弹塑性应力波的传播和反射过程,控制数值振荡,并且对于数值振荡引起的虚假的等效塑性应变能进行有效控制。从整体上来讲,简单的接触和弹塑性问题所增加的时间成本也并不多。
曾云[8]（2020）在《基于改进应力场强法的超高压泵头体疲劳寿命预估方法研究》文中进行了进一步梳理随着页岩油气、致密油气、煤层气等非常规油气田开采难度逐渐日益增大,在勘探过程中面临着诸多的难题挑战,压裂泵作为油气田开采设备中的“心脏”是重要支撑硬件。然而随着开采环境和工况种类逐渐复杂,水力压裂装备的发展趋势是超高压、大排量。在油气井组的大型水力压裂施工中,泵头体容易疲劳开裂导致失效,影响压裂作业效果,对设备和人员造成安全威胁。疲劳断裂破坏是超高压泵头体的主要失效原因之一,是结构强度、疲劳与断裂研究的前沿、热点和难点,至今尚未有效解决。鉴于工作环境复杂,现有的泵头体疲劳寿命预估方法难以与实际工况紧密结合。此外,根据现场失效数据和台架试验统计,同种型号的泵头体疲劳寿命具有较强的分散性。因此,迫切的需要建立可靠的泵头体疲劳寿命预测数学模型。总体上看,目前压裂泵头体疲劳寿命低下及其预估方法研究体系还不完善,亟需分析压裂泵头体复杂内腔疲劳开裂的失效机理,建立压裂泵头体疲劳寿命预估模型,在此基础上才能为泵头体疲劳寿命提高或结构改进进行后续的研究工作。本文以压裂泵头体内腔结构模型为研究对象,围绕“新改进应力场强法、P-S-N曲线拟合新方法、新型疲劳损伤累积模型”三个方面,展开基础性试验、理论分析、数值模拟三种方式的研究,获得各种因素对泵头体疲劳寿命的影响规律和建立系统的疲劳寿命预估体系,从而为油气田工程应用中泵头体疲劳寿命提高和结构改进提供有效方法。本文的主要研究内容和成果如下:（1）首先基于国标GB/T 3075-1982和GB/T 3075-2008进行了三种泵头体材料的试样设计及力学性能测试和疲劳性能测试,并基于GB/T 24176-2009对测试的试验数据进行了统计和分析,拟合得到了三种泵头体材料的S-N曲线。在此基础上,进一步研究缩小成本、节省时间的疲劳性能测试方法,基于“概率分位点一致性原理”提出了一种新的K值（搜索待定系数）搜索方法和标准差确定方法,结合matlab编制了K值搜索的插件程序,最后建立了一种小样本数据拟合P-S-N曲线的方法,将该方法和成组法拟合的P-S-N曲线进行对比和验证,结果表明新方法误差在可接受范围,是一种节省人力物力可靠性高的小样本测试方法。（2）基于传统名义应力法各影响因素,首先对缺口效应进行了研究,针对理论应力集中系数和疲劳缺口系数的理论计算公式进行了分析,初步得到了峰值应力不是疲劳失效的唯一因素且疲劳失效与内层晶粒尺寸相关;其次针对应力梯度效应进行了研究,针对几种典型缺口件的相对应力梯度计算公式进行了总结和验证;对表面加工系数的影响进行了分析,设计并加工了疲劳试样并进行了激光冲击强化,试验结果表明零件的表面粗糙度是影响疲劳寿命的关键因素,也验证了疲劳裂纹的萌生机制和初步判断疲劳失效机理;对尺寸效应的计算公式进行了总结,并综合修正了传统名义应力法各类因素的影响系数得到了综合修正系数,将名义应力法应用到超高压泵头体疲劳寿命预估,结果表明预估寿命与实际寿命的误差在3倍分散带以内,验证了名义应力法在考虑疲劳失效机制仅仅只是认为峰值应力的作用是不够的,各类因素的分析也为应力场强法可能更适合泵头体的高周疲劳寿命预估奠定基础;（3）基于Neuber、Lazzarin和Filippi的缺口应力场方程,对已被本领域学者广泛认可的应力场方程（Glinka、Kujawski、Shin、Xu、Chen、Pan、Creager和Paris）进行了推导和总结,设计并建立了四种缺口张角γ=60°、45°、30°、0°,六种缺口半径（即ρ=0.015、0.03、0.05、0.1、0.15和0.25毫米）组合的24种三维有限元模型,运用数值分析方法计算了缺口根部角平分线处的最大应力分布规律,并将数值模拟结果与上述学者所提出的方程进行了对比,总结了各类方程在不同缺口形式下的优势和劣势。（4）根据传统应力场强法的原理,设计并建立了了六种不同几何尺寸（六种试件由不同尖锐程度的中心椭圆孔组成,其中ρ是缺口尖端半径,l是板长的一半,板长与缺口半径的比值分为六种l/ρ=100,80,50,40,20,10）有限平板的三维有限元模型,对六种不同尺寸的模型进行了线弹性应力分析、弹塑性应力分析,结合数值计算结果分析并总结了传统应力场强法的不足。在此基础上提出了“无边界损伤区域”和“无形边界”的概念;对传统应力场强法计算模型中的权重函数数学模型进行了修正,引入了几何方程和晶粒尺寸系数等因素建立了一种新的权函数数学模型;综合考虑应力分布函数、权函数、场径、无形边界建立了改进的应力场强法数学模型。新应力场强法的疲劳寿命的求解方法上比原应力场强法优化很多,最后进行了多组应力级别下双孔（圆孔和椭圆孔）平板疲劳试验,试验结果表明新模型在疲劳寿命预估的精确度上要优于原模型。（5）基于材料记忆性能退化的动态行为,定义了动态剩余S-N曲线,结合Ebbinghaus曲线的数学模型,将原本由指数函数定义的记忆函数数学模型改进为幂函数,提出了一种新的线性疲劳累积损伤模型。并将新模型与四种模型（Miner法则、Corten模型、Kwofie模型、彭兆春提出的新型累积损伤模型）进行了对比,两种材料30Ni Cr Mo V12和30Cr Mn Si A的两级加载试验数据进行验证,结果表明新模型具有更高的精确度。新模型在高-低加载两级工况下泵头体（SJB-03型泵头体）的剩余疲劳寿命评估的可靠性也得到了验证。
原俊红[9]（2019）在《典型生活源污染黏土强度特征及耐久性研究》文中研究指明生活源污染黏土在形成过程中,一方面受到生活源污染质的渗流和侵蚀,另一方面污染质的干湿交替作用也影响着污染土,这些作用导致土体力学性能和耐久性发生改变,进而影响工程的稳定性。因此,生活源污染土的强度和长期稳定性研究,对于工程实践和土力学发展具有重要的实践价值和理论意义。本文将乙酸污染黏土作为生活源污染黏土的典型类型,并定义了典型生活源污染黏土—乙酸污染黏土,针对原状生活源污染黏土工程地质性质和典型生活源污染黏土的强度特征以及失水过程中裂隙演化、干湿循环条件下的电阻率、长期强度为耐久性开展研究。得到并验证了原状生活源污染黏土的理想应力-应变曲线,建立了基于土-水特征曲线的乙酸污染黏土强度预测公式。揭示了乙酸污染黏土的微观孔隙发育规律和机制,从分子建模角度阐释了乙酸在黏土矿物蒙脱石中的扩散过程,进而阐明了典型生活源污染黏土的微观结构。测试得到了基于电阻率的压实典型生活源污染黏土长期强度的计算公式。主要研究成果如下:1)发现了原状生活源污染黏土主要性质随污染质渗流深度的变化关系。随深度的增加,液限、比重、电导率、盐度及黏粒含量随深度的增加先增大后减小,而pH值呈现出先减小后增大的变化规律。不同含水率的原状试样在污染后有向“应变硬化型”转化的趋势,土体在污染前后的抗剪指标中,内摩擦角的变化不大,而黏聚力出现了明显的降低。2)建立了非饱和生活源污染黏土的理想弹塑性应力-应变关系。通过现场采集的原状生活源污染黏土试样,测试得到了原状生活源污染黏土、重塑污染土、原状未污染土的土-水特征曲线,以及它们在不同质量含水率（17%、20%、23%、26%、30%）时的剪切特性。结合土-水特征曲线和非饱和土强度理论,得到了非饱和生活源污染黏土的理想弹塑性应力-应变关系,符合实测的原状生活源污染黏土应力-应变关系特点。3)阐明了不同污染程度乙酸污染黏土的力学特征。分析了不同乙酸浓度污染黏土的土-水特征曲线。在4种围压下,测试了乙酸污染黏土在4种质量含水率时的三轴剪切性质,并将应力-应变曲线与重塑生活源污染黏土的应力-应变曲线对比,结果发现:与生活源污染黏土相比,乙酸污染黏土的应力-应变曲线峰值明显降低,乙酸污染黏土的软化显着,充分说明了生活源污染黏土中存在增加土体强度的成分（推测是碳酸盐）。4)研究了含不同乙酸浓度的蒙脱石矿物结构,得到了典型生活源污染黏土工程地质性质与微观结构特征,揭示了乙酸在蒙脱石矿物中的微观扩散过程和变化规律。随着乙酸浓度的增大,乙酸污染土中的大孔增多,孔隙率上升,孔隙不均匀系数提高,级配趋于良好;而分子模拟表明了随乙酸浓度增大,扩散能力先增大后减小,当处于0.2-0.4 mol/L时,乙酸分子的运移性能最强。5)揭示了典型生活源污染黏土失水裂隙动态发育过程、干湿循环条件下土体电阻率和强度参数变化规律与变化机理。0.4 mol/L的乙酸对裂隙发育影响最大,而当碳酸钠浓度大于0.4 mol/L时,裂隙发育受到抑制。压实典型生活源污染黏土的电阻率随干湿循环次数的增多而增大,伴随着电阻率的增大,黏土的黏聚力降低而内摩擦角保持稳定。当干湿循环次数达到4次以后,土体性质趋于稳定。6)明确了典型生活源污染黏土耐久性的影响因素,并推导了基于电阻率参数的乙酸污染黏土长期强度计算方法。乙酸污染黏土的长期强度受到基质吸力、矿物组成、污染质浓度、裂隙结构和发育的影响。其中,裂隙发育是降低土体长期强度的主导因素,而矿物组成、污染质浓度等直接影响裂隙结构的发育,并最终影响黏土的电阻率。因此,通过建立乙酸污染黏土的电阻率公式,推演了基于电阻率参数的乙酸污染黏土长期强度计算方法。该论文有图94幅,表32个,参考文献254篇。
方雨菲[10]（2019）在《考虑正负蠕变效应的UH模型》文中研究说明土的固结变形主要包括有效应力改变引起的变形及时间引起的变形。有效应力不变的情况下,随时间继续发展的变形为蠕变。蠕变现象广泛存在于岩土工程中。通常情况下,蠕变指的是压缩蠕变,比如高填方工程中填方区域的工后沉降变形。然而,对于大体积深开挖的挖方区,卸荷后土的膨胀变形不能在短时间内达到稳定,而是会随着时间继续发展。为区分其它因素引起的膨胀变形,本文将有效应力不变的情况下,随时间产生的膨胀变形称为负蠕变。相对应地,将压缩蠕变称为正蠕变。在实际工程中,正负蠕变可能同时发生,造成差异变形。因此,研究同时考虑正负蠕变效应的土的本构模型,具有重要的理论价值和工程意义。本文根据工程中监测得到的挖方区随时间的膨胀变形,提炼出土的负蠕变的概念。基于双孔隙理论对负蠕变进行了机理分析。将e-ln p空间中正蠕变区和负蠕变区的分界线称为稳定线（Stable Normal Compression Line,简称SNCL）。根据SNCL的概念,建立了统一计算土的正蠕变和负蠕变的公式。给出了基于SNCL和蠕变公式,根据时间较短的室内试验预测土的长期变形的过程。将蠕变计算公式引入到土的统一硬化模型（Unified Hardening Model,简称UH模型）中,建立了考虑正负蠕变效应的UH模型,并通过变换应力的方法,将模型拓展到三维应力空间。此外,本文还建立了能够统一描述粘土和粒状土蠕变特性的本构模型,并将其嵌入到有限元计算软件中。具体内容如下:1.提出了负蠕变、稳定线的概念。本文将有效应力不变的情况下,土体随时间延长发生的膨胀变形称为负蠕变。相对应地,将有效应力不变的情况下,随时间延长而产生的压缩变形称为正蠕变。正蠕变区和负蠕变区的分界线为稳定线。通过工程案例、试验现象、物理机制等不同方面对负蠕变和稳定线的概念进行了详细地分析。2.建立了考虑正负蠕变效应的UH模型。基于稳定线的概念,提出了双对数蠕变公式,该公式能够较好地描述不同超固结度的土在一维条件下的蠕变特性,即超固结度小的土随时间发生压缩变形,超固结度大的土随时间发生膨胀变形的试验规律。此外,该公式还能描述长期情况下蠕变变形与时间在半对数坐标系下为非线性关系及时间无限长时蠕变有界,并不无限增长这一规律。之后,以瞬时正常压缩线作为参考线,建立了蠕变时间与土的状态参数之间的关系。将时间因素引入到UH模型的当前屈服面中,建立了考虑正负蠕变效应的UH模型。最后,通过变换应力的方法,将模型与SMP准则结合,将模型扩展到三维应力空间。模型能够描述土的很多时间相关的特性,比如正蠕变、负蠕变、率效应、滞回圈、蠕变破坏、蠕变稳定等。3.预测土的长期蠕变。基于应力与时间相同的参考线INCL,将时间与应力对土体的作用建立联系。根据不同超固结度的土的蠕变曲线计算得到SNCL位置。确定SNCL位置后,即可通过本文所提模型对土体的长期蠕变变形进行预测。4.建立了考虑正负蠕变效应的粒状土的UH模型。实际工程中的岩土材料除了粘土外,往往还会有砂料、堆石料等。不同岩土材料力学特性不同,粒状土特性通常更复杂。本文建立了一个能够统一描述粘土和粒状土蠕变特性的本构模型,并采用变换应力的方法将模型扩展到三维应力空间。通过有限元软件的二次开发接口,采用Fortran语言编写用户自定义材料子程序（UMAT）,将模型嵌入到有限元计算软件中。模型嵌入有限元软件后,为了进一步验证模型的适用性,采用模型进行了实际案例的数值分析。
二、工程材料弹塑性应力应变模型分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、工程材料弹塑性应力应变模型分析（论文提纲范文）
（1）多级扭绞结构的弹塑性力学行为研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 托卡马克装置简介 |
| 1.1.2 CICC超导导体的应用背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 二级绞缆结构 |
| 1.2.2 股线间的接触变形 |
| 1.2.3 绞缆结构的弹塑性响应问题 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 一级绞缆结构的弹塑性力学模型 |
| 2.1 弹性细杆的基本理论 |
| 2.1.1 空间曲线的几何描述 |
| 2.1.2 一级螺旋结构的几何建模 |
| 2.1.3 一级绞缆结构的几何关系 |
| 2.2 一级绞缆结构的线弹性力学模型 |
| 2.2.1 平衡方程的建立及线弹性本构关系的建立 |
| 2.2.2 线弹性力学行为解析解 |
| 2.3 一级绞缆结构的弹塑性力学模型 |
| 2.3.1 弹塑性力学本构方程的建立 |
| 2.3.2 考虑接触变形的弹塑性轴向响应 |
| 2.4 数值结果和讨论 |
| 2.4.1 线弹性轴向力学响应结果 |
| 2.4.2 弹塑性阶段轴向力学响应结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 二级绞缆结构的弹塑性力学模型 |
| 3.1 线弹性力学模型的建立 |
| 3.1.1 二级螺旋结构的几何建模 |
| 3.1.2 二级绞缆结构股线的轴向应变推导 |
| 3.1.3 二级绞缆结构的线弹性力学行为解析解 |
| 3.2 弹塑性力学模型的建立 |
| 3.2.1 弹塑性力学本构关系的建立 |
| 3.2.2 考虑接触变形的弹塑性力学模型 |
| 3.3 数值结果和讨论 |
| 3.3.1 二级绞缆结构的线弹性响应结果 |
| 3.3.2 二级绞缆结构的弹塑性响应结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 结束语 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）铝基复合材料力学性能数值模拟及实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铝基复合材料研究现状 |
| 1.2.1 颗粒增强铝基复合材料 |
| 1.2.2 晶须增强铝基复合材料 |
| 1.3 晶须增强铝基复合材料的力学性能 |
| 1.3.1 混合定律 |
| 1.3.2 载荷传递强化 |
| 1.3.3 位错强化 |
| 1.3.4 细晶强化 |
| 1.4 有限元方法在复合材料的应用 |
| 1.4.1 复合材料制备过程 |
| 1.4.2 复合材料力学性能 |
| 1.4.3 复合材料热加工 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 实验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 纳米压痕试验 |
| 2.3 拉伸试验 |
| 2.4 SEM扫描组织观察 |
| 2.5 研究路线 |
| 第三章 基于纳米压痕反演基体的应力-应变曲线 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 纳米压痕测量原理 |
| 3.2.1 Oliver-Pharr法求解硬度 |
| 3.2.2 纳米压痕测试结果 |
| 3.3 纳米压痕有限元模型的建立 |
| 3.4 纳米压痕的量纲分析法 |
| 3.5 纳米压痕的反演分析法 |
| 3.5.1 反演法确定特征应力 |
| 3.5.2 反演法确定特征应变 |
| 3.6 有效性验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 铝基复合材料力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于Eshelsy等效夹杂复合材料模型 |
| 4.3 割线模量法 |
| 4.4 切线模量法 |
| 4.5 有限元法 |
| 4.5.1 模型的建立 |
| 4.5.2 模拟结果 |
| 4.6 铝基复合材料力学性能有限元分析 |
| 4.6.1 增强体尺寸对于复合材料性能的影响 |
| 4.6.2 体积分数对于复合材料性能的影响 |
| 4.6.3 颗粒形状对于复合材料性能的影响 |
| 4.7 复合材料应力-应变的确定 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 复合材料变温热轧数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 热轧的数值模拟分析 |
| 5.2.1 热轧模型的建立 |
| 5.2.2 不同下压量对于损伤值的影响 |
| 5.2.3 基于正交实验对温度的优化 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（3）非绕轴对称隧道应力变形及围岩特征曲线研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 隧道应力变形数值分析研究现状 |
| 1.3.2 绕轴对称隧道研究现状 |
| 1.3.3 非绕轴对称隧道研究现状 |
| 1.3.4 围岩特征曲线研究现状 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 工程背景及地质环境 |
| 2.1 工程概况 |
| 2.2 工程地质条件及围岩等级划分 |
| 2.2.1 工程地质条件 |
| 2.2.2 隧道围岩级别划分 |
| 2.3 工程地质评价 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 非绕轴对称隧道施工阶段现场监测研究 |
| 3.1 监控量测目的和意义 |
| 3.2 地表沉降位移监测 |
| 3.2.1 地表沉降观测方法 |
| 3.2.2 地表沉降位移监测 |
| 3.3 洞内收敛位移监测 |
| 3.3.1 洞内收敛位移观测方法 |
| 3.3.2 拱顶沉降位移监测 |
| 3.3.3 周边收敛位移监测 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 非绕轴对称隧道施工过程数值模拟研究 |
| 4.1 FLAC~(3D)介绍 |
| 4.2 FLAC~(3D)数值分析模型的建立 |
| 4.2.1 断面选取 |
| 4.2.2 数值计算参数选取 |
| 4.2.3 数值模型建立 |
| 4.3 数值模拟分析非绕轴对称隧道围岩应力 |
| 4.3.1 地表坡角对隧道围岩应力的影响 |
| 4.3.2 非绕轴对称应力比定义 |
| 4.3.3 地表坡角对非绕轴对称应力比的影响 |
| 4.3.4 埋深对隧道围岩应力的影响 |
| 4.3.5 埋深对非绕轴对称应力比的影响 |
| 4.4 数值模拟分析非绕轴对称隧道洞壁位移 |
| 4.4.1 地表坡角对隧道洞壁位移的影响 |
| 4.4.2 埋深对隧道洞壁位移的影响 |
| 4.5 现场实测与数值模拟对比分析 |
| 4.5.1 拱顶沉降位移对比 |
| 4.5.2 周边收敛位移对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于统一强度理论隧道应力变形及围岩特征曲线研究 |
| 5.1 平面应变问题下统一强度理论 |
| 5.1.1 统一强度理论 |
| 5.1.2 平面应变问题下岩石统一强度理论 |
| 5.2 隧道围岩弹塑性区应力 |
| 5.2.1 力学模型 |
| 5.2.2 基本方程 |
| 5.2.3 围岩弹性区应力 |
| 5.2.4 围岩塑性区应力 |
| 5.3 隧道围岩弹塑性区变形 |
| 5.3.1 围岩弹性区变形分析 |
| 5.3.2 塑性区弹性应变 |
| 5.3.3 塑性区弹性模量 |
| 5.3.4 隧道围岩特征曲线 |
| 5.4 塑性区应力变形特性分析 |
| 5.4.1 塑性区应力 |
| 5.4.2 塑性区形状与塑性区半径 |
| 5.4.3 塑性区位移 |
| 5.4.4 围岩特征曲线 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间获奖及主要科研成果 |
（4）裂纹尖端弹塑性应力应变场及抗断裂关键参数的数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 裂纹尖端应力场的理论与实验研究 |
| 1.2.2 裂纹尖端塑性区的研究 |
| 1.2.3 断裂准则与应力应变关系的研究 |
| 1.2.4 断裂准则探索的研究 |
| 1.2.5 断裂力学中Dugdale模型的应用研究 |
| 1.2.6 文献综述总结 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究思路 |
| 1.5 难点与创新点 |
| 1.5.1 课题中的难点 |
| 1.5.2 课题中的创新点 |
| 第2章 断裂力学基础与有限元理论 |
| 2.1 断裂力学的理论基础 |
| 2.1.1 裂纹尖端的应力应变场 |
| 2.1.2 裂纹尖端的位移场 |
| 2.1.3 应力强度因子 |
| 2.1.4 应力强度因子准则 |
| 2.1.5 裂纹尖端塑性区 |
| 2.2 有限元研究断裂力学的基础 |
| 2.2.1 有限元理论 |
| 2.2.2 有限元在断裂力学研究中的应用 |
| 第3章 裂纹尖端应力场分布的研究 |
| 3.1 材料属性及试样形式 |
| 3.1.1 材料属性 |
| 3.1.2 简化材料的本构模型 |
| 3.1.3 试样形式 |
| 3.2 改进型WOL试样裂纹尖端应力应变场的理论分析 |
| 3.3 改进型WOL试样裂纹尖端应力应变场的有限元模拟 |
| 3.3.1 完全弹性本构下有限元模型计算 |
| 3.3.2 4130X钢材料双折线本构下有限元模型计算 |
| 3.3.3 15CrMo钢材料双折线本构下有限元模型计算 |
| 3.3.4 不同本构下的裂纹尖端力学状态对比 |
| 3.4 裂纹尖端力学状态的柔度法验证 |
| 3.4.1 裂纹张开位移的有限元模拟 |
| 3.4.2 裂纹张开位移的柔度法实验 |
| 3.4.3 不同本构模型对裂纹张开位移曲线的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 裂纹扩展阻力曲线及其特征值的有限元模拟及实验验证 |
| 4.1 扩展阻力曲线及裂纹尖端张开位移的断裂力学理论 |
| 4.1.1 COD准则及D-M模型 |
| 4.1.2 裂纹亚临界扩展的阻力曲线 |
| 4.2 裂纹尖端张开位移δ的有限元提取 |
| 4.2.1 三点弯曲试样的有限元模型 |
| 4.2.2 裂纹尖端张开位移δ的提取原理 |
| 4.2.3 不同裂纹长度下的裂纹尖端张开位移δ |
| 4.3 阻力曲线及裂纹尖端张开位移的实验研究 |
| 4.3.1 实验原理 |
| 4.3.2 实验过程 |
| 4.3.3 实验结果 |
| 4.4 有限元仿真与实验结果的对比 |
| 4.4.1 阻力曲线的对比 |
| 4.4.2 特征值δ0.2BL与断裂韧性的对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 裂纹扩展过程中应力应变分布规律的有限元研究 |
| 5.1 模拟裂纹扩展的方法XFEM |
| 5.1.1 XFEM在 ABAQUS中的实现 |
| 5.1.2 XFEM损伤模型的建立 |
| 5.1.3 XFEM中常见的问题 |
| 5.2 三点弯曲试样裂纹扩展过程的有限元模拟 |
| 5.2.1 三点弯曲试样的有限元模型 |
| 5.2.2 4130X双折线本构裂纹扩展过程中裂尖应力应变场分布规律 |
| 5.2.3 15CrMo双折线本构下裂纹扩展过程中裂尖应力应变场分布规律 |
| 5.2.4 4130X真应力应变本构下裂纹扩展过程中裂尖应力应变场分布规律 |
| 5.3 对模拟结果的分析讨论 |
| 5.3.1 两种双折线本构下裂纹扩展过程中的应力应变分布规律 |
| 5.3.2 真应力应变本构下裂纹扩展过程中的应力应变分布规律 |
| 5.3.3 同种材料不同本构对裂纹扩展过程的影响 |
| 5.4 静载模型与裂纹扩展模型获取的裂尖应力应变场对比 |
| 5.4.1 裂纹尖端的x向应力的对比分析 |
| 5.4.2 裂纹尖端的Mises应力对比分析 |
| 5.4.3 裂纹尖端的等效应变的对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）基于激光表面淬火的大型风电变桨轴承疲劳寿命研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 变桨轴承载荷及接触力学研究 |
| 1.2.2 变桨轴承疲劳寿命研究 |
| 1.2.3 变桨轴承表面强化研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 变桨轴承载荷建模及分析 |
| 2.1 变桨轴承结构特点 |
| 2.2 变桨轴承外载荷分析 |
| 2.2.1 载荷分类及来源 |
| 2.2.2 载荷工况设计 |
| 2.3 变桨轴承外载荷建模分析 |
| 2.3.1 风电机组空气动力学基础 |
| 2.3.2 风特性分析模型 |
| 2.3.3 机组动力学建模 |
| 2.3.4 载荷计算结果 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 基于赫兹理论的变桨轴承滚道接触应力分析 |
| 3.1 变桨轴承滚道接触应力计算 |
| 3.1.1 赫兹接触理论 |
| 3.1.2 变桨轴承赫兹接触应力计算 |
| 3.2 有限元方法介绍 |
| 3.2.1 有限元法基本理论 |
| 3.2.2 有限元法计算过程 |
| 3.3 激光淬火工艺硬化层深计算 |
| 3.3.1 激光淬火工艺实验 |
| 3.3.2 硬化层深理论计算 |
| 3.4 滚道局部有限元建模及应力计算 |
| 3.4.1 有限元模型建立 |
| 3.4.2 有限元模型材料属性分析 |
| 3.4.3 基于线弹性材料滚道应力分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 考虑表面硬化层的变桨轴承滚道应力分析 |
| 4.1 滚道硬化层弹塑性材料属性 |
| 4.2 硬化层深度对滚道应力影响 |
| 4.3 外载荷对滚道应力影响 |
| 4.4 摩擦因数对滚道应力影响 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 变桨轴承疲劳寿命分析 |
| 5.1 疲劳寿命分析理论 |
| 5.1.1 基于结构强度的轴承寿命预测理论 |
| 5.1.2 L-P轴承寿命理论 |
| 5.2 变桨轴承疲劳寿命理论计算 |
| 5.2.1 理论疲劳寿命计算 |
| 5.2.2 ISO轴承寿命修正 |
| 5.3 考虑硬化层影响的变桨轴承应变疲劳寿命计算 |
| 5.3.1 硬化层材料参数分析 |
| 5.3.2 疲劳寿命数值计算 |
| 5.4 疲劳寿命影响因素分析 |
| 5.4.1 硬化层深对疲劳寿命影响 |
| 5.4.2 不同载荷下的寿命变化 |
| 5.4.3 粗糙度对寿命的影响 |
| 5.4.4 弹塑性材料对寿命的影响分析 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者及导师简介 |
| 附录 |
（6）生物酶改良淤泥的物理力学特性及工程应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号与说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 淤泥固化研究现状 |
| 1.2.2 生物酶土壤固化剂研究现状 |
| 1.2.3 土的本构模型研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 主要创新点 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 生物酶改良淤泥的物理力学特性 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 试验原材料 |
| 2.2.1 试验土样 |
| 2.2.2 生物酶 |
| 2.3 土样制备与养护 |
| 2.4 物理特性试验 |
| 2.4.1 液、塑限试验方案 |
| 2.4.2 标准击实试验方案 |
| 2.5 力学特性试验 |
| 2.5.1 直接剪切试验方案 |
| 2.5.2 三轴固结排水剪切试验方案 |
| 2.5.3 一维固结压缩试验方案 |
| 2.6 试验结果与分析 |
| 2.6.1 生物酶掺量对淤泥液、塑限的影响 |
| 2.6.2 生物酶掺量对淤泥最大干密度、最佳含水率的影响 |
| 2.6.3 生物酶掺量对淤泥粘聚力、内摩擦角的影响 |
| 2.6.4 生物酶掺量对淤泥三轴试验结果的影响 |
| 2.6.5 生物酶掺量对淤泥压缩特性的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 生物酶改良淤泥的非线性弹性本构模型 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 Duncan-Chang双曲线模型 |
| 3.2.1 切线变形模量E_t |
| 3.2.2 切线泊松比v_t |
| 3.3 生物酶掺量对切线模量E_t的影响 |
| 3.3.1 生物酶掺量对参数a_1、b_1的影响 |
| 3.3.2 生物酶掺量对参数K、n的影响 |
| 3.3.3 生物酶掺量对参数c、φ值的影响 |
| 3.3.4 生物酶掺量对破坏应力(σ_1-σ_3)_f、破坏比R_f的影响 |
| 3.4 生物酶掺量对切线泊松比v_t的影响 |
| 3.5 模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 生物酶改良淤泥的弹塑性本构模型 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 Lade-Duncan弹塑性模型 |
| 4.2.1 弹性应变 |
| 4.2.2 破坏面与屈服面 |
| 4.2.3 塑性势面 |
| 4.2.4 硬化规律 |
| 4.3 生物酶掺量对破坏参数的影响 |
| 4.4 生物酶掺量对弹性参数的影响 |
| 4.5 生物酶掺量对塑性势参数的影响 |
| 4.6 生物酶掺量对硬化规律的影响 |
| 4.7 模型验证 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 工程应用 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 生物酶最佳掺量确定方法 |
| 5.3 施工工艺控制指标 |
| 5.3.1 淤泥初始含水率控制 |
| 5.3.2 路基压实度控制 |
| 5.3.3 生物酶掺量均匀性控制 |
| 5.4 强度指标 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 (攻读学位期间的主要学术成果) |
| 致谢 |
（7）饱和多孔介质动力分析的时间间断物质点方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 多孔介质理论研究概况 |
| 1.3 物质点方法研究概况 |
| 1.4 时间间断方法研究概况 |
| 1.5 本文研究思路与主要内容 |
| 2 饱和多孔介质物质点方法 |
| 2.1 饱和多孔介质力学模型 |
| 2.2 饱和多孔介质控制方程 |
| 2.3 物质点法离散求解格式 |
| 2.4 对流粒子域插值函数 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 饱和多孔介质线性动力问题的时间间断物质点方法 |
| 3.1 时间间断思想及时域插值格式 |
| 3.2 时间间断物质点法时程积分算法 |
| 3.3 本构更新算法 |
| 3.4 程序计算流程 |
| 3.5 线性动力问题分析算例 |
| 3.5.1 饱和多孔介质杆中的波传播 |
| 3.5.2 饱和多孔介质块中的波传播 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 饱和多孔介质非线性动力问题的时间间断物质点方法 |
| 4.1 饱和多孔介质接触算法 |
| 4.2 接触动力问题分析算例 |
| 4.2.1 饱和多孔介质杆的碰撞 |
| 4.2.2 单相及饱和多孔介质块的碰撞 |
| 4.3 弹塑性模型及本构更新算法 |
| 4.4 弹塑性动力问题分析算例 |
| 4.4.1 单相固体中的弹塑性波传播 |
| 4.4.2 饱和多孔介质中的弹塑性波传播 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 程序流程图 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）基于改进应力场强法的超高压泵头体疲劳寿命预估方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究意义及背景 |
| 1.2 泵头体疲劳寿命研究现状 |
| 1.2.1 超高压泵头体断裂失效分析 |
| 1.2.2 超高压泵头体寿命研究现状 |
| 1.3 疲劳寿命研究现状 |
| 1.3.1 疲劳研究现状及问题 |
| 1.3.2 静强度设计方法 |
| 1.3.3 安全寿命设计方法 |
| 1.3.4 损伤容限设计方法 |
| 1.4 目前存在的不足和问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 泵头体疲劳寿命的影响因素研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 缺口效应 |
| 2.2.1 理论应力集中系数 |
| 2.2.2 疲劳缺口系数 |
| 2.3 应力梯度效应的影响 |
| 2.3.1 应力梯度及相对应力梯度的提出 |
| 2.3.2 Neuber法几种典型缺口件的相对应力梯度计算 |
| 2.3.3 基于临界有效距离的相对应力梯度 |
| 2.4 表面加工系数的影响 |
| 2.4.1 表面切削加工影响 |
| 2.4.2 表面加工对疲劳缺口缩减系数的影响 |
| 2.5 尺寸效应的影响 |
| 2.6 基于传统名义应力法的泵头体疲劳寿命预估 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 缺口根部应力场研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 几种典型的尖锐或钝缺口的应力函数解 |
| 3.2.1 V型缺口或裂纹尖端的应力场研究 |
| 3.2.2 圆孔或椭圆孔应力场研究 |
| 3.2.3 有限半径的钝缺口根部应力场研究 |
| 3.3 Neuber、Lazzarin和 Filippi的缺口应力场研究 |
| 3.3.1 Neuber缺口应力场函数解 |
| 3.3.2 Lazzarin-Berto缺口应力场函数解 |
| 3.3.3 Filippi缺口应力场函数解 |
| 3.3.4 三种经典应力场函数的修正解 |
| 3.4 单边V型缺口件应力场分析 |
| 3.4.1 有限元模型 |
| 3.4.2 缺口根角平分线处应力分布研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 改进的应力场强法理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 典型临界域寿命预测方法 |
| 4.2.1 临界距离法 |
| 4.2.2 体积法 |
| 4.2.3 有效应力法 |
| 4.2.4 应力场强法 |
| 4.3 问题提出 |
| 4.3.1 疲劳破坏机理 |
| 4.3.2 应力场强法的提出 |
| 4.4 传统应力场强法局限性分析 |
| 4.4.1 传统场强法定义分析 |
| 4.4.2 传统场径求解分析 |
| 4.5 缺口根部应力梯度分布性质研究 |
| 4.5.1 弹性应力分布规律研究 |
| 4.5.2 弹塑性应力分布规律研究 |
| 4.5.3 有效损伤区域的计算研究 |
| 4.6 改进权函数及新损伤区域定义 |
| 4.6.1 传统场强法权函数不足分析 |
| 4.6.2 传统应力场强法的关键问题 |
| 4.6.3 提出“无形场径”的假设猜想 |
| 4.7 改进应力场强法的试验验证 |
| 4.7.1 双孔试件有限元分析 |
| 4.7.2 双孔试件试验 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 泵头体材料P-S-N曲线拟合方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 泵头体材料S-N曲线的测定 |
| 5.2.1 力学性能测试 |
| 5.2.2 疲劳性能测试 |
| 5.2.3 基于对数正态分布的S-N曲线拟合 |
| 5.2.4 基于Stüssi函数的S-N曲线拟合 |
| 5.3 泵头体材料P-S-N曲线测定 |
| 5.3.1 考虑weibull分布的Stüssi函数P-S-N曲线拟合 |
| 5.3.2 成组法的P-S-N曲线拟合 |
| 5.4 基于小样本数据的P-S-N曲线拟合新方法 |
| 5.4.1 样本信息聚集原理介绍 |
| 5.4.2 基于改进样本信息聚集原理拟合的P-S-N |
| 5.4.3 三种泵头体材料小样本数据拟合P-S-N曲线 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 泵头体疲劳寿命预估与新型疲劳累积损伤模型研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 动态剩余S-N曲线与材料记忆退化行为分析 |
| 6.2.1 Miner法则 |
| 6.2.2 动态剩余S-N曲线 |
| 6.2.3 材料的记忆性能 |
| 6.3 修正的线性损伤累积模型 |
| 6.3.1 改进记忆性能函数的新模型建立 |
| 6.3.2 新模型与传统经典模型损伤行为对比 |
| 6.3.3 算例验证 |
| 6.4 超高压泵头体剩余强度评估 |
| 6.4.1 超高压泵头体不同工况下场强值求解 |
| 6.4.2 新累积损伤模型对泵头体剩余寿命预测 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究成果 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 个人简介 |
（9）典型生活源污染黏土强度特征及耐久性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及问题提出 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.4 研究方案 |
| 2 原状生活源污染黏土的工程性质 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 取样点位置及概况 |
| 2.3 原状生活源污染黏土的工程性质测试 |
| 2.4 小结 |
| 3 原状生活源污染黏土强度特征及应力-应变关系 |
| 3.1 三轴抗剪强度 |
| 3.2 原状生活源污染黏土强度参数 |
| 3.3 非饱和生活源污染黏土应力-应变关系 |
| 3.4 小结 |
| 4 典型生活源污染黏土强度测试研究 |
| 4.1 典型生活源污染黏土的土-水特征曲线 |
| 4.2 典型生活源污染黏土的抗剪强度 |
| 4.3 典型生活源污染黏土强度预测 |
| 4.4 小结 |
| 5 典型生活源污染黏土微观结构及强度影响机理 |
| 5.1 典型生活源污染黏土的微观结构 |
| 5.2 微观分子建模 |
| 5.3 乙酸分子扩散与土体强度的关系 |
| 5.4 小结 |
| 6 典型生活源污染黏土耐久性研究 |
| 6.1 流状黏土的表观耐久性 |
| 6.2 典型生活源污染压实黏土干湿循环条件下的表观耐久性 |
| 6.3 典型生活源污染黏土干湿循环条件下的强度耐久性 |
| 6.4 典型生活源污染黏土干湿循环条件下的电阻率 |
| 6.5 典型生活源污染黏土电阻率模型 |
| 6.6 典型生活源污染黏土耐久性影响因素及机理分析 |
| 6.7 小结 |
| 7 结论和建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）考虑正负蠕变效应的UH模型（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 试验研究现状 |
| 1.2.2 蠕变机理研究现状 |
| 1.2.3 土的本构模型研究现状 |
| 1.2.4 考虑正蠕变的本构模型研究现状 |
| 1.2.5 考虑负蠕变的本构模型研究现状 |
| 1.3 本文研究思路与主要内容 |
| 第二章 土的负蠕变 |
| 2.1 实际工程中的负蠕变现象 |
| 2.2 负蠕变的微观机理 |
| 2.3 试验中的负蠕变现象 |
| 2.4 土的稳定状态 |
| 2.5 蠕变计算公式 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 考虑正负蠕变效应的UH模型 |
| 3.1 UH模型 |
| 3.1.1 土的压硬性 |
| 3.1.2 土的剪胀性 |
| 3.1.3 土的摩擦性 |
| 3.1.4 当前屈服面 |
| 3.2 考虑正负蠕变效应的UH模型 |
| 3.2.1 屈服函数 |
| 3.2.2 硬化规律 |
| 3.2.3 塑性势函数 |
| 3.2.4 弹塑性刚度矩阵 |
| 3.2.5 加卸载准则 |
| 3.2.6 一维速率方程 |
| 3.3 模型三维化 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 模型分析及试验验证 |
| 4.1 模型参数确定 |
| 4.1.1 N_s确定方法 |
| 4.1.2 γ_1和γ_2确定方法 |
| 4.1.3 其它参数确定 |
| 4.2 INCL位置确定方法 |
| 4.3 模型特性分析 |
| 4.3.1 蠕变规律分析 |
| 4.3.2 多级加载固结试验分析 |
| 4.3.3 三轴不排水剪切蠕变试验分析 |
| 4.4 模型试验验证 |
| 4.4.1 蠕变试验 |
| 4.4.2 剪切正蠕变试验 |
| 4.4.3 剪切负蠕变试验 |
| 4.4.4 三轴不排水等应变速率压缩试验 |
| 4.4.5 三轴不排水等应变速率拉伸试验 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 模型对土长期变形的预测 |
| 5.1 根据室内试验确定SNCL位置的原理 |
| 5.2 SNCL位置的具体确定方法 |
| 5.3 土的长期变形的预测 |
| 5.4 依据SNCL分析土的蠕变特性 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 考虑正负蠕变效应的粒状土的UH模型 |
| 6.1 研究现状分析 |
| 6.2 考虑正负蠕变效应的粒状土的UH模型 |
| 6.2.1 压缩特性分析 |
| 6.2.2 蠕变特性分析 |
| 6.2.3 屈服函数与硬化规律 |
| 6.2.4 塑性势函数 |
| 6.2.5 弹塑性刚度矩阵 |
| 6.2.6 模型三维化 |
| 6.3 试验验证 |
| 6.3.1 砂土三轴压缩蠕变试验 |
| 6.3.2 砂土剪切持荷蠕变试验 |
| 6.3.3 堆石料剪切蠕变试验 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 模型有限元实现及应用 |
| 7.1 有限元实现 |
| 7.1.1 简介 |
| 7.1.2 Abaqus整体迭代流程 |
| 7.1.3 UMAT相关公式 |
| 7.1.4 UMAT计算流程 |
| 7.1.5 UMAT变量说明 |
| 7.2 子程序单元测试 |
| 7.2.1 三轴排水等应变率试验 |
| 7.2.2 蠕变规律分析 |
| 7.3 挖方工程中时间因素的影响分析 |
| 7.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、工程材料弹塑性应力应变模型分析（论文参考文献）
- [1]多级扭绞结构的弹塑性力学行为研究[D]. 李志杰. 兰州大学, 2021(09)
- [2]铝基复合材料力学性能数值模拟及实验研究[D]. 汪吉赛. 合肥工业大学, 2021(02)
- [3]非绕轴对称隧道应力变形及围岩特征曲线研究[D]. 李学军. 南昌工程学院, 2020(06)
- [4]裂纹尖端弹塑性应力应变场及抗断裂关键参数的数值研究[D]. 宋晨曦. 北京工业大学, 2020(06)
- [5]基于激光表面淬火的大型风电变桨轴承疲劳寿命研究[D]. 王琳. 北京石油化工学院, 2020(06)
- [6]生物酶改良淤泥的物理力学特性及工程应用[D]. 何振华. 中南林业科技大学, 2020(01)
- [7]饱和多孔介质动力分析的时间间断物质点方法[D]. 潘将. 大连理工大学, 2020(02)
- [8]基于改进应力场强法的超高压泵头体疲劳寿命预估方法研究[D]. 曾云. 长江大学, 2020(01)
- [9]典型生活源污染黏土强度特征及耐久性研究[D]. 原俊红. 中国矿业大学, 2019(04)
- [10]考虑正负蠕变效应的UH模型[D]. 方雨菲. 北京航空航天大学, 2019(01)