一、金属损伤演化方程和层裂准则的确定(英文)（论文文献综述）
周洪强,张凤国,潘昊,何安民,王裴[1]（2019）在《材料层裂研究的主要进展》文中研究表明层裂是一种重要的动态损伤破坏现象,由物质界面的反射稀疏波相互作用引起,其细观尺度上的物理机制是微损伤（即微孔洞和微裂纹）的成核、生长和汇合。围绕美国物理学会George E. Duvall冲击压缩科学奖的3位获奖者Grady、Curran和Johnson的相关工作,概述层裂现象的一些主要研究进展,简要介绍层裂现象的研究历史,以期更深刻地理解那些着名的层裂物理模型和实验技术。此外,报道了最近取得的最新研究成果,阐述了冻结不同损伤水平状态的双层靶层裂实验技术与Hopkinson压杆共通的工作原理。针对微损伤成核和生长断裂破碎模型NAG/FRAG在数学上的不一致性和在物理上的不完备性,指出对于延性材料的层裂过程,只要微孔洞成核的累积数目密度满足尺寸的指数分布、微孔洞半径的生长速度与半径呈线性关系,就能够得到解析形式的损伤度演化方程,该修正模型MNAG在数学上是一致的,在物理上是完备的;对于白以龙等建立的欧拉形式的微损伤数目守恒方程,指出计算损伤度不必显式求解该方程,损伤度的表达式一般通过拉格朗日形式的微损伤数目守恒方程获得;针对损伤度函数模型或封加坡模型,以更加简洁的方法进行了推导。
蒋东,李永池,杨建民,高洪亮,周刚[2]（2018）在《微孔洞有核长大损伤演化模型研究》文中研究说明针对材料的层裂问题,从细观角度出发,提出微孔洞有核长大损伤演化模型假说。该模型包含损伤开始、演化和终止三个阶段,共有4个材料参数,分别是代表损伤开始发展的阈值应力的σ0,损伤演化时损伤率对超阈值应力的依赖指数λ,损伤终止时材料发生层裂时的极限损伤Dc,和损伤持续的时间参数Ψ。通过对D6AC钢和45钢层裂实验进行计算分析,验证了本文提出的损伤演化模型假说的合理性。并结合试验,给出了模型中4个材料参数物理内涵、取值方法及影响规律。损伤发展的过程量λ对损伤影响最大,表明损伤演化过程并非简单的能量累积,其次是损伤阈值应力σ0,极限损伤Dc和损伤持续的时间参数Ψ对损伤影响最小。
刘春芳[3]（2019）在《强震作用下大跨空间网壳结构的多尺度损伤演化分析》文中研究说明网壳结构跨度大、杆件受力合理、杆件形式单一、安装制作方便,近年来此类结构形式建筑物逐步增多,在曲面网格结构中应用最广。然而,网壳结构在地震作用下的受力十分复杂,一旦破坏必将给人民的生产和生活带来严重的损失,因此对地震荷载作用下空间网壳结构的损伤机制及其倒塌破坏机理进行深入的研究具有重要意义。本文以单层球面网壳结构为研究对象,通过数值模拟,系统地研究网壳结构在地震作用下的损伤演化规律及其倒塌机制。首先,通过对单层凯威特型、单层肋环形、单层联方网格、单层施威德勒型球面网壳结构的稳定性进行分析,找出其中稳定性较好的球面网壳结构,然后通过时程分析法研究其在地震荷载作用下的的非线性动力特性,并根据网壳结构的等效塑性应变分布情况确定薄弱部位。结果表明:强震作用下,单层球面网壳结构最外层斜杆是结构的薄弱部位,随着地震荷载的进一步增大,结构中进入屈服的杆件比例也随之增大,最后由于屈服杆件的增长及其贯通导致结构发生倒塌。其次,根据结构的时程分析结果,利用空间多尺度建模方法,对结构中的薄弱部位采用壳单元,一般部位采用梁单元,建立网壳结构的多尺度模型,应用MPC法实现跨尺度的连接,以获得结构局部塑性演化规律。通过对比宏观模型及多尺度模型的结构耗能、最大位移响应、最大加速度幅值与塑性杆件比例之间的关系,验证多尺度模型的合理性。最后,建立结构多尺度损伤本构模型,并通过ABAQUS有限元分析软件引入VUMAT子程序对网壳结构的损伤演化全过程进行分析。研究网壳结构在地震荷载作用下的强度及刚度退化准则,包含网壳结构在地震荷载作用下的损伤演化规律、失效荷载变化特征以及结构倒塌规律。结果表明:引入材料损伤本构模型后,与不考虑损伤相比,网壳结构的极限承载力急剧下降,位移响应特征也发生较大的变化,随着荷载幅值的增大,结构中的塑性区域不断扩增,直至贯通,最终导致结构发生倒塌破坏。
孙晓旺[4]（2017）在《高效率、高精度耦合算法及对材料冲击响应特性应用的研究》文中认为作为一种粒子类方法,光滑粒子法在冲击动力学问题的计算中具有其特定的优势,比如它很适合进行大变形、断裂和破碎的处理,并且可以很方便的追踪物质界面等。本文在介绍光滑粒子法一般理论的基础上,研究了核函数和光滑长度在应力波的光滑粒子法模拟中的作用,并采用光滑粒子法完成了对材料层裂的数值模拟。相对素混凝土,钢纤维混凝土具有更高的强度和韧性,适用于军事防护工程和民事建筑,本文对钢纤维混凝土的动态力学性能进行了深入研究,重点在于应变率、损伤和钢纤维含量对混凝土的强度和韧性的影响及其耦合作用,并给出了相应的本构模型。FE-SPH耦合方法结合了光滑粒子法和有限元法的优势,同时具有较高的效率和精度,非常适用于侵彻等冲击动力学问题的模拟,本文深入研究了 FE-SPH耦合算法,重点在于单元-粒子接触算法,并采用二维轴对称FE-SPH耦合程序对钢纤维混凝土侵彻问题进行了数值模拟,验证了耦合算法的可靠性,并研究了钢纤维混凝土的抗侵彻机理。本文的研究内容和创新成果主要包括:本文第2章阐述了光滑粒子法的基本思想,介绍了光滑粒子法中核近似和粒子近似的基本概念。将连续介质力学守恒方程在直角笛卡尔坐标系下进行了光滑粒子离散,研究了利用光滑粒子方法进行连续介质动力学问题计算需要考虑的一些基本问题,包括CFL条件、核函数、可变光滑长度、粒子搜索方法和本构嵌入等。最后引入改进的光滑粒子方法（CSPM）,说明了其优越性。在第3章中将通量修正输运法引入光滑粒子法以进行间断面的处理,并对通量修正输运法与人工粘性法的处理效果进行了对比。研究了核函数和光滑长度对光滑粒子法模拟应力波的影响,给出了适用于应力波模拟的核函数和相应光滑长度,并给出了一个代表模拟精度的参数。采用CSPM方法对45#钢的层裂进行了模拟,以实验结果为依据,对比了 FDM和CSPM给出的自由面速度时程曲线,证明CSPM方法可以更好的模拟固体中的应力波传播和层裂问题。第4章首先对钢纤维混凝土的霍普金森杆实验技术进行了研究,重点研究了整形器的原理:减少入射波高频部分,更好的维持恒应变率加载和应力均匀状态。利用霍普金森杆研究了六种不同钢纤维体积比混凝土的动态力学行为,分析了应变率和钢纤维体积比对混凝土强度、峰值应变和能量耗散的影响,探讨了应变率效应和钢纤维增强效应的机理。在分析总结了前人有关混凝土应变率效应方面成果的基础上,提出了一个新的动态增强因子公式,并对动态增强因子公式嵌入本构的方式进行了修正。基于上述实验和理论分析结果,提出了一个新的混凝土粘塑性损伤软化本构模型,此模型在物理上更加严谨,在处理方法上更加简洁明了,并且能够很好的反映混凝土材料的应变率效应、应变率突跃效应、卸载非线性回滞效应和损伤软化效应等各种力学行为;在对新本构模型进行拟合的过程中,发展了一种逐步积分最小二乘法,并采用这种方法拟合出本构关系和损伤演化方程的全部参数,方法简洁有效,适用于一切含损伤的材料本构关系参数的确定。最后,第5章对有限元-光滑粒子耦合算法（FE-SPH）进行了研究和改进,重点是有限元单元-光滑粒子的转化算法、有限元单元间的接触算法、光滑粒子间的接触算法和有限元单元-光滑粒子间的接触算法。基于本文对钢纤维混凝土动态力学性能的研究成果,在二维轴对称FE-SPH耦合程序中引入钢纤维混凝土的本构模型,对45#钢弹体侵彻钢纤维混凝土的过程进行了数值模拟;对比了实验和数值计算得到的剩余速度,验证了程序的有效性;给出了不同时刻的侵彻图形,分析了钢纤维混凝土的抗侵彻机理,认为加入钢纤维增强了混凝土的抗压强度、抗拉强度和韧性,并可有效阻止材料损伤裂纹的扩展,这些因素都提高了钢纤维混凝土的抗侵彻能力。
李平[5]（2014）在《非均质复合材料静动态力学性能研究》文中研究说明混凝土是国民经济和国防建设中使用最为广泛的工程建筑材料,钢筋混凝土结构是所有防御工事的结构形式,以抗爆、抗侵彻为背景,研究混凝土材料在冲击载荷作用下的力学性能,有着重要的学术意义以及广泛而直接的应用价值。本文以实验研究,理论分析和数值模拟相结合对混凝土材料性能进行了系统的深入研究,并取得了如下标志性成果：1)在国内首次针对C40素混凝土的动静态力学性能开展了全面而系统的实验研究和理论研究,对C40素混凝土材料在冲击荷载下显着的应变率效应、压力相关屈服效应、损伤演化特性和体积压缩特性等,给出了科学的描述,建立了C40素混凝土含损伤压力相关、应变率相关的动态本构关系和相应的状态方程,并确定了相关的材料参数。所建立的分段式屈服准则比Mohr-coulomb准则更加严谨和有普适性,同时所建的指数型屈服准则不像在Ls-dyna软件中所采用的JH-2准则那样,需要人为假设“完整材料”和“压碎材料”两个屈服面,而是通过损伤量D的演化,比较自然地刻画了材料从完整到破碎的整个过程,因此所建立的新屈服准则在力学上更加科学严谨,而且涉及材料参数较少并易于确定。所提出的折线型状态方程便于工程分析应用,而所提出的多项式状态方程则便于数值计算应用2)以细观损伤力学“等效微孔洞体系”、“等效微裂纹体系”、“有核长大”的思想以及能量耗散原理为基础,对C40混凝土的压剪耦合型和拉伸型损伤给出了科学的细观统计描述,并以实验和理论相结合的方法建立了材料的压剪耦合型损伤演化方程和拉伸型损伤演化方程,确定了其中的材料参数,所涉材料参数较少且物理意义明确,演化方程形式简洁便于应用,将C40素混凝土材料的损伤明确区分为压剪耦合型损伤和拉伸型损伤并分别给出其损伤演化方程,比起国内外当前广泛采用的一些损伤描述和损伤演化方程说来是重要进展,具有创新意义。以应力空间中的屈服函数和修正的Drucker公设为基础,从本构理论中的内变量理论出发,建立了新的增量型本构关系和计算流程,所建立的本构关系同时适用于硬化材料、理想塑性材料和软化材料,而且很便于动态问题特别是高速冲击问题的应用,通过对所建立的增量本构关系的讨论指出了：只有屈服准则与压力完全无关的材料其体积变形才是完全弹性的,从而压力和偏应力的计算才可以完全解耦,这就是所谓的“压剪解耦”的“流体弹塑性模型”；而对压力影响屈服的压剪耦合屈服准则,例如混凝土类材料,其塑性体积变形总是存在的,因而压力和偏应力的计算必是完全耦合的,“流体弹塑性模型”不再适用提出了“广义半径回归法”的本构算法和严格增量本构算法,并将其应用于混凝土材料本构计算,给出了具体的计算流程。所提出的“广义半径回归法”,既指出了其适用条件,也给出了对其适用性的严格证明,这在理论上和工程应用上都有创新意义：所提出的严格增量本构算法,严格以增量本构理论为基础,所提出的算法和公式是全新的,简洁实用,有理论和应用价值。以C40混凝土含损伤动态本构的研究结果为基础,结合C50混凝土的部分实验结果,并参考国内外有关实验数据,给出了适用于C40～C50混凝土的含损伤动态本构关系及相应材料参数,扩大了研究成果的应用范围6)以非均质复合材料本构关系理论为指导,给出了钢筋混凝土等效的含损伤动态本构关系和相应材料参数的计算方法,为侵爆问题的等效工程计算奠定了基础。
段士伟[6]（2013）在《陶瓷材料的静动态力学性能和损伤特性研究》文中研究表明陶瓷材料因其优异的物理、力学性能,广泛应用在军用防护装甲以及民用发动机部件等方面,在国防及高科技领域起到了极其重要的作用。对陶瓷材料的力学性能、抗冲击特性以及损伤破坏规律的研究,成为国内外防护工程新的发展趋势。总体上来讲,目前对陶瓷材料的研究工作大多是初步且比较分散的,同时国内的研究工作与国外相比还有较大的差距。本文对陶瓷材料的基本静动态力学性能以及损伤破坏特性等方面,通过实验、理论及数值模拟相结合的较为全面的研究工作,较深刻地揭示陶瓷材料的抗侵彻机理。论文利用系列静动态力学性能实验装置（MTS、SHPB、 LGG及侵彻）,开展了AD95与AD86/10两种陶瓷材料的静动态力学性能实验。利用MTS实验装置获得了材料在较低应变率下的强度、泊松比、杨氏模量等参数,以及低应变率下的应力应变曲线。利用SHPB实验装置获得了两种陶瓷材料在中高应变率下的屈服强度,并发现材料的应变率硬化效应。利用极高应变率下的LGG实验装置,获得了材料的自由面速度时程曲线以及层裂强度。开展了两种陶瓷材料抗杆弹侵彻实验,得到了材料的厚度防护系数及质量防护系数,为工程应用提供了依据。以实验研究所获得的基本材料参数及实验数据为基础,得到了陶瓷材料的JH-2本构模型参数。经过理论分析建立了既包含材料应变率效应也包含材料压力相关屈服效应和损伤软化效应的陶瓷材料的含损伤动态屈服准则。分析对比了本构计算的半径回归法与严格增量算法的计算流程及优缺点,以所建立的屈服准则为算例,推导了严格增量算法的计算公式。工程分析方法研究方面,通过同时考虑弹体和靶体材料的应变率效应,严格地以各分区的质量、动量守恒定律为基础,进一步改进了基于流体动力比拟的工程分析方法。应用改进的工程分析方法数值模拟了陶瓷材料的抗侵彻过程,模拟结果与实验结果符合良好。应用量纲分析方法得到了无量纲形式的侵彻相似律模型,并建立了考虑应变率效应时相似律模型的修正公式。数值模拟了SHPB实验中高强度碳化钨垫块所引起的试件轴向应力不均匀现象,并提出了一种合理的添加垫块形式,数值模拟结果显示,新型组合垫块下试件中轴向应力不均匀现象被基本清除；同时应用一维应力波理论得到了修正实验数据的处理方法。这些工作为陶瓷及其它高硬度、高强度材料的动态性能实验数据的准确获取奠定了基础。以细观分析和物理统计思想为基础,建立了陶瓷材料的拉伸型损伤演化方程以及压剪耦合型损伤演化方程,所建立的演化方程物理概念清晰,待定参数少。应用所得到的JH-2本构模型及参数、拉伸型损伤演化方程、半径回归算法,对LGG实验过程中平板撞击下陶瓷靶板材料的自由面速度时程曲线进行了数值模拟,通过优选得到了损伤演化方程参数；应用所得到的损伤演化方程及参数、所建立的陶瓷材料的双幂次屈服准则、本构计算的严格增量算法对同一问题进行了数值模拟,模拟结果与实验结果符合良好,证明了所建立的屈服准则、所应用的本构增量算法和所采用的损伤演化方程及参数的合理性。
贺红亮[7]（2013）在《动态拉伸断裂的物理判据研究》文中指出介绍了动态拉伸断裂"物理判据"的基本内涵,基本思想,实验依据和实验验证。基于对动态拉伸断裂细微观物理机制和过程特征的认识,建立了损伤度函数模型和逾渗软化函数,提出了两个损伤特征物理量,即聚集临界损伤度（Dl）和断裂临界损伤度（Df）,描述了断裂事件由缓慢演化过渡到特征临界状态、再到灾变断裂的演化规律。该物理判据是动态拉伸断裂的一种物理约束,表征了材料失效破坏与损伤演化的内禀特性,为预测复杂加载应力和复杂几何构型的动态拉伸断裂问题提供了可能性。
李建光,张鑫[8]（2012）在《工程层裂准则简要回顾》文中研究指明层裂是一种由于材料中卸载应力波作用形成拉伸应力区而使材料产生动态断裂过程.结构物在冲击荷载下的防护工程设计中,材料层裂问题是结构设计的重点之一.在阐述层裂产生的机理基础上,通过对应力梯度准则、应力率准则和Tuler-Butcher损伤积累准则等经典工程层裂准则的简要回顾及各种准则的对比,进一步阐述了各种经典层裂准则的关系及适用范围;对基于统计细观损伤机制和唯象分析相结合的改进层裂准则进行了详细讨论.
王道荣,李宏杰,赵巨岩,李永池[9]（2010）在《高速冲击下铝锂合金材料断裂强度的实验研究》文中指出借助于轻气炮试验装置,对铝锂合金材料在高应变率加载下层裂效应进行试验研究,从损伤的基本理论出发,推导出材料应力率的损伤演化方程;结合数值模拟手段,通过对材料自由面速度时程曲线的分析和拟合,给出了铝锂合金材料的在高应变率下的损伤演化方程、断裂准则的参数。
蒋东[10]（2010）在《工程材料的损伤演化表征和破坏规律研究》文中认为在第二次世界大战以后,由于常规武器和战略武器的迫切需要,材料和结构的动态响应研究在以美国和俄罗斯为代表的国家得到了迅猛发展。伴随着对材料动态力学性能的研究,材料在冲击载荷下的损伤演化和破坏规律的研究也随之兴起。材料的损伤破坏规律研究不仅在武器效应、防护工程和安全高效施工等国防和应用经济领域有着直接的应用价值,而且由于工程材料存在多种不同细观特征的损伤破坏模式,与材料含损伤本构关系、波动力学、动态数值计算方法及冲击动力学的发展紧密相关,故对该问题的研究有着重要的学术价值。本文采用细观统计和宏观唯象结合的方法,结合某些工程实际问题,提出了各种工程材料不同类型的损伤模型,揭示了材料的损伤模型与破坏形态之间的内在联系,取得了若干创新性成果。论文对延性金属的拉伸损伤进行了全面而系统的研究,以细观物理统计和宏观唯象分析相结合的方法给出了两种新的以平均拉应力为基础的拉伸型损伤演化方程,即修正的Tuler-Butcher模型和微孔洞有核增长模型,前者克服了Tuler-Butcher模型不计前期损伤对后期损伤发展影响的缺陷,后者以“有核长大”的新思想取代了所谓的“成核长大”的旧观念,两种新模型不但物理上更加合理,更加符合实际情况,而且减少了损伤演化方程中的参数。通过模拟D6AC钢和45钢层裂实验,一维接触爆炸试验等一系列的数值模拟,全面而细致地证实了该损伤演化模型的实用性。并且结合试验,给出了一组新的损伤演化方程参数,讨论了材料参数和损伤演化方程参数对自由面速度时程曲线的影响。然后,本文将碎甲弹近似为一维接触爆炸模型,利用模拟平板撞击实验时获得的损伤演化方程参数,计算了一维近似下碎甲弹引起的层裂,分别考虑了炸药类别、材料参数及壳体几何构形对碎甲弹碎甲性能的影响。最后,将本章提出的新的损伤演化方程嵌入]HVP （high velocity penetration）有限元代码中,进行了二维数值计算,成功模拟了爆炸载荷下靶板的层裂现象。论文着重指出了“绝热剪切”中的“绝热”只是一种近似而并非剪切带型破坏问题的本质,不可逆变形生热和热对不可逆变形的加速互动导致材料的损伤发展才是剪切带型破坏问题的本质,以此为指导、以能量守恒为基础,首次将热传导因素引入其中,提出了一种可反映金属剪切带发展过程中微损伤演化特性的热塑互动损伤演化方程,并将之嵌入含损伤热粘塑性本构关系和高速冲击软件HVP之中,成功模拟了高强度弹侵彻钢靶时的热塑互动冲塞过程。计算结果和实验结果的良好符合说明本文所提出的损伤演化方程、含损伤热粘塑性本构关系和计算方法是合理的,为进一步更细致和更精确地刻画热塑互动损伤的发生发展和破坏过程打下了良好的基础。在壳体结构在爆炸载荷作用下的变形和破坏规律的研究中,根据延性金属材料两种不同的损伤模式,分别引入本文提出的两类损伤演化方程,即以拉伸应力引起的损伤模型和以局域热塑互动变形引起的损伤模型,并结合从内变量理论出发的含损伤本构理论,给出了材料的含损伤本构关系,利用数值计算的方法,模拟了内部爆炸载荷下热粘塑性球壳的热塑互动破坏与层裂破坏,揭示了不同厚度下壳体损伤破坏模式的转换,以及厚度、热传导系数对壳体变形、温度和损伤等的分布及演化规律的影响趋势。在脆性材料动静态损伤和破坏模式的研究方面,以微裂纹体系之“等效微孔洞体系”的概念为基础,提出了一种新的脆性材料拉伸损伤模型；并以脆性材料压力相关屈服的力学特性为基础,提出了一种新型压剪耦合损伤模型。通过数值模拟和实验结合的方法,模拟了钨合金侵彻AD95陶瓷靶板,给出了AD95陶瓷的JH-2参数,数值模拟的结果与实验基本一致,故所得到的参数是可信的。接着,采用新提出的脆性材料拉伸损伤模型,成功模拟了陶瓷材料层裂实验,表明本文提出的新的脆性材料拉伸损伤模型是可取的。最后,采用本章提出的脆性材料拉伸损伤和压剪耦合损伤,对混凝土材料的层裂问题和一维球爆问题进行了数值模拟研究,给出了同时存在拉伸损伤和压剪耦合损伤时混凝土材料的破坏模式。
二、金属损伤演化方程和层裂准则的确定(英文)（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、金属损伤演化方程和层裂准则的确定(英文)（论文提纲范文）
（3）强震作用下大跨空间网壳结构的多尺度损伤演化分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 多尺度研究现状 |
| 1.2.1 结构多尺度方法 |
| 1.2.2 结构多尺度界面耦合 |
| 1.2.3 网壳结构多尺度分析 |
| 1.3 结构损伤研究现状 |
| 1.3.1 损伤力学理论的发展 |
| 1.3.2 结构损伤模型发展现状 |
| 1.4 网壳结构地震倒塌过程分析方法研究现状 |
| 1.4.1 连续介质有限元法 |
| 1.4.2 边界元法 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.5.1 强震作用下空间网壳结构的倒塌破坏过程研究 |
| 1.5.2 大跨空间网壳结构的多尺度有限元模拟 |
| 1.5.3 空间网壳结构强震下的损伤多尺度效应及演化规律 |
| 第二章 强震作用下空间网壳结构的倒塌破坏过程研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 弹塑性时程分析理论 |
| 2.2.1 动力平衡方程 |
| 2.2.2 动力方程求解方法 |
| 2.3 地震波的选取 |
| 2.4 单层球面网壳结构的极限承载力研究 |
| 2.4.1 分析模型 |
| 2.4.2 计算结果 |
| 2.5 地震荷载作用下网壳结构的响应规律 |
| 2.5.1 塑性演化规律 |
| 2.5.2 网壳结构地震作用下倒塌过程分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 大跨空间网壳结构的多尺度有限元模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多尺度建模 |
| 3.2.1 宏细观单元的确定 |
| 3.2.2 多尺度单元的连接 |
| 3.2.3 算例验证 |
| 3.3 多尺度计算方法 |
| 3.3.1 并行一致多尺度方法 |
| 3.3.2 多尺度单元连接的MPC法 |
| 3.4 球面网壳结构的多尺度模拟 |
| 3.4.1 球面网壳结构的多尺度模型 |
| 3.4.2 结构的应变能输出比较 |
| 3.4.3 地震响应分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 空间网壳结构强震下的损伤多尺度效应及演化规律 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 ABAQUS软件中的材料损伤本构模型 |
| 4.2.1 损伤模型 |
| 4.2.2 损伤演化规律 |
| 4.3 材料的动力损伤本构模型研究 |
| 4.3.1 塑性及流动准则 |
| 4.3.2 材料损伤本构模型的确定 |
| 4.3.3 损伤及演化准则 |
| 4.4 本构模型的验证 |
| 4.4.1 延性损伤本构模型的计算参数 |
| 4.4.2 两种模型的计算结果对比 |
| 4.5 强震下网壳结构的损伤机理研究 |
| 4.5.1 单尺度模型损伤演化及破坏机理 |
| 4.5.2 多尺度模型损伤演化及破坏机理 |
| 4.5.3 微观节点的损伤演化及破坏机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论及创新点 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）高效率、高精度耦合算法及对材料冲击响应特性应用的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光滑粒子法及SPH-FE耦合算法 |
| 1.3 钢纤维混凝土动态力学性能 |
| 1.4 本文研究目标和主要工作 |
| 第2章 光滑粒子法 |
| 2.1 场函数及其导数的核近似 |
| 2.2 函数及其导数的粒子近似 |
| 2.3 守恒方程的SPH离散 |
| 2.3.1 连续介质力学守恒方程 |
| 2.3.2 质量守恒方程的SPH离散 |
| 2.3.3 动量守恒方程的SPH离散 |
| 2.3.4 能量守恒方程的SPH离散 |
| 2.4 时间积分 |
| 2.5 核函数 |
| 2.6 可变光滑长度 |
| 2.7 粒子搜索 |
| 2.8 本构嵌入 |
| 2.9 计算流程 |
| 2.10 改进的光滑粒子法 |
| 2.11 本章小结 |
| 第3章 光滑粒子法在应力波计算中的应用 |
| 3.1 间断面处理方法 |
| 3.1.1 人工粘性法 |
| 3.1.2 通量修正输运法 |
| 3.2 光滑粒子法在应力波计算中的应用 |
| 3.2.1 一维波动方程的SPH离散 |
| 3.2.2 B-样条核函数及其光滑长度对应力波传播的影响 |
| 3.2.3 高斯型核函数及其光滑长度对应力波传播的影响 |
| 3.2.4 二次型核函数核函数及其光滑长度对应力波传播的影响 |
| 3.3 SPH在层裂模拟中的应用 |
| 3.3.1 一维应变条件下的守恒方程 |
| 3.3.2 守恒方程的离散 |
| 3.3.3 计算流程 |
| 3.3.4 45~#钢含损伤本构及其参数 |
| 3.3.5 45~#钢层裂实验的数值模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 钢纤维混凝土的动态力学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 钢纤维混凝土试件制备 |
| 4.2.1 试件配合比 |
| 4.2.2 试件配制过程 |
| 4.3 钢纤维混凝土的准静态实验 |
| 4.4 钢纤维混凝土的动态力学性能实验 |
| 4.4.1 SHPB实验技术 |
| 4.4.2 实验结果与分析 |
| 4.4.3 机理分析 |
| 4.5 混凝土应变率效应分析 |
| 4.5.1 前人工作 |
| 4.5.2 新的动态增强因子公式 |
| 4.6 混凝土粘塑性损伤软化本构模型 |
| 4.6.1 本构推导 |
| 4.6.2 实验验证 |
| 4.6.3 本构特性 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 FE-SPH耦合算法模拟钢纤维混凝土侵彻 |
| 5.1 FE-SPH耦合算法 |
| 5.1.1 冲击动力学中的有限元方法[175] |
| 5.1.2 FE-SPH耦合算法 |
| 5.2 钢纤维混凝土侵彻试验 |
| 5.3 材料模型 |
| 5.4 材料参数与计算模型 |
| 5.5 模拟结果与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
（5）非均质复合材料静动态力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 研究和发展现状 |
| 1.2.1 混凝土动态性能研究现状 |
| 1.2.2 混凝土材料损伤研究现状 |
| 1.2.3 混凝土材料本构研究现状 |
| 1.2.4 钢筋混凝土本构研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第2章 混凝土材料静动态力学性能实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 混凝土材料试件的加工制备 |
| 2.3 混凝土材料力学性能实验研究 |
| 2.3.1 混凝土材料的常规工程强度测试 |
| 2.3.2 C40和C50混凝土 MTS单轴压缩实验 |
| 2.3.3 MTS单轴拉伸实验与巴西圆盘劳裂实验 |
| 2.3.4 混凝土材料常规三轴围压实验 |
| 2.3.5 混凝土材料SHPB实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 混凝土材料含损伤动态本构理论研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混凝土材料含损伤动态本构模型的描述 |
| 3.3 屈服因子的确定 |
| 3.3.1 分段折线型屈服准则 |
| 3.3.2 指数型压剪耦合屈服准则 |
| 3.4 混凝土材料状态方程研究 |
| 3.4.1 分段式状态方程 |
| 3.4.2 多项式型状态方程 |
| 3.5 混凝土材料损伤演化方程研究 |
| 3.5.1 压剪耦合损伤演化方程 |
| 3.5.2 拉伸损伤演化方程 |
| 3.6 混凝土材料应变率效应 |
| 3.6.1 动静态应变率效应的分别拟合结果 |
| 3.6.2 动静态应变率效应的统一拟合结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 增量型本构关系的精确算法及其在混凝土本构中的应用 |
| 4.1 “广义半径回归法”本构计算方法及在混凝土中的应用 |
| 4.2 增量型本构关系及计算方法 |
| 4.2.1 材料的弹塑性本构关系和计算 |
| 4.2.2 增量本构计算中的压剪耦合效应和压剪解耦 |
| 4.2.3 材料的弹粘塑性本构关系和计算 |
| 4.2.4 含损伤的热弹塑性和热弹粘塑性本构关系和计算 |
| 4.3 严格增量本构算法在混凝土材料本构关系中的应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 钢筋混凝土等效本构关系研究 |
| 5.1 钢筋混凝土材料等效本构关系问题的提出 |
| 5.2 等效本构模型描述 |
| 5.3 钢筋材料含损伤热—粘塑本构方程 |
| 5.4 钢筋混凝土材料等效本构相关参数的确定 |
| 5.4.1 钢筋混凝土材料等效杨氏模量的确定 |
| 5.4.2 钢筋混凝土材料等效泊松比的确定 |
| 5.4.3 钢筋混凝土材料的等效强度 |
| 5.5 钢筋混凝土靶标实例计算 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 数值验证与研究成果的应用 |
| 6.1 平板撞击波传播和层裂问题 |
| 6.2 爆炸载荷引起的波传播和层裂问题 |
| 6.3 对侵彻问题数值模拟的应用 |
| 6.4 靶板对高速弹体抗侵彻阻力的工程分析方法研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 全文总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
（6）陶瓷材料的静动态力学性能和损伤特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题的背景和意义 |
| 1.2 文献综述及研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 参考文献 |
| 第2章 陶瓷材料静动态力学性能及抗侵彻特性的实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 准静态力学性能(MTS)实验研究 |
| 2.2.1 实验方法及技术 |
| 2.2.2 实验结果 |
| 2.3 SHPB实验研究 |
| 2.3.1 实验方法及技术 |
| 2.3.2 实验结果 |
| 2.4 平板撞击实验研究 |
| 2.4.1 实验方法及技术 |
| 2.4.2 实验结果 |
| 2.5 抗侵彻实验研究 |
| 2.5.1 实验方法及技术 |
| 2.5.2 实验结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 陶瓷材料的本构关系研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 JH-2本构模型的描述及拟合 |
| 3.3 含损伤压力相关屈服准则的建立 |
| 3.3.1 以对数形式应变率相关的本构 |
| 3.3.2 以幂次形式应变率相关的本构 |
| 3.4 增量型本构关系的精确本构算法 |
| 3.4.1 半径回归法 |
| 3.4.2 严格的增量型本构计算方法 |
| 3.4.3 具体算例 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 陶瓷材料损伤演化方程研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 金属材料的损伤演化模型 |
| 4.1.2 脆性材料的损伤演化模型 |
| 4.1.3 拉伸型损伤与压剪耦合损伤模型 |
| 4.2 陶瓷材料的有核长大拉伸型损伤演化方程 |
| 4.3 压剪耦合损伤损伤演化方程 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 抗侵彻工程分析方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 工程分析方法的基本思想 |
| 5.1.2 几种简化的工程分析模型 |
| 5.2 考虑应变率效应的准一维侵彻工程分析模型 |
| 5.2.1 侵彻简化物理模型及其假定 |
| 5.2.2 以各分区的质量和动量守恒定律推导基本方程组 |
| 5.2.3 应变率效应 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 陶瓷性能实验方法和抗侵彻规律的数值模拟研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 对陶瓷材料SHPB实验方法改进的数值模拟研究 |
| 6.2.1 实验条件 |
| 6.2.2 圆柱及圆台形垫块下试件轴向应力分布不均匀现象的数值模拟 |
| 6.2.3 新型垫块组合下试件轴向应力不均匀现象的数值模拟 |
| 6.2.4 新型垫块组合下对实验数据的修正处理方法 |
| 6.3 损伤演化方程参数的确定 |
| 6.3.1 陶瓷层裂实验数据 |
| 6.3.2 数值模拟计算结果 |
| 6.3.3 陶瓷材料双幂次屈服准则的应用 |
| 6.3.4 严格增量算法的应用 |
| 6.3.5 损伤演化方程中各个参数对自由面速度时程曲线的影响 |
| 6.4 AD95陶瓷材料抗侵彻数值模拟 |
| 6.4.1 AD95陶瓷材料的抗侵彻过程的数值模拟 |
| 6.4.2 计入应变率效应的工程分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 陶瓷靶和钢靶抗侵彻规律的量纲分析和相似律研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.1.1 量纲分析的基本理论 |
| 7.1.2 量纲分析的基本方法 |
| 7.1.3 量纲分析方法与相似模拟的讨论 |
| 7.2 应用工程分析方法对子弹侵彻半无限厚靶板问题相似律的研究 |
| 7.2.1 模型回顾 |
| 7.2.2 相似律分析 |
| 7.2.3 计及材料应变率效应的影响 |
| 7.3 平头长杆弹侵彻有限厚度靶板，剩余弹速的相似律分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 全文总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 工作展望 |
| 附录：攻读博士学位期间发表的论文 |
（7）动态拉伸断裂的物理判据研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 物理判据之基本内涵 |
| 3 物理判据之基本思想和实验依据 |
| 3.1 成核、长大、贯通 |
| 3.2 两个损伤特征物理量 |
| 3.3 损伤度函数模型和逾渗软化函数 |
| 3.4 物理判据的实验验证 |
| 4 物理判据研究之展望 |
| 5 结束语 |
（8）工程层裂准则简要回顾（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 应力波相互作用及层裂 |
| 2 经典工程层裂准则 |
| 2.1 最大拉应力准则 |
| 2.2 应力梯度准则和应力率准则 |
| 2.3 TULER和BUTCHER积累损伤准则 |
| 3 改进的工程层裂准则 |
| 3.1 基于细观统计基础上的损伤演化方程 |
| 3.2 改进的应力率准则和应力梯度准则 |
| 3.3 改进的TULER和BUTCHER积累损伤准则 |
| 4 讨论与总结 |
（10）工程材料的损伤演化表征和破坏规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 损伤力学及其发展 |
| 1.3 动态损伤模型发展历程 |
| 1.4 几种损伤积累准则 |
| 1.4.1 应力-时间累积 |
| 1.4.2 功的累积 |
| 1.4.3 塑性应变的累积 |
| 1.4.4 其他形式 |
| 1.5 延性金属基于细观孔洞的损伤 |
| 1.6 脆性材料基于细观微裂纹型损伤的理论模型 |
| 1.7 本文主要工作 |
| 参考文献 |
| 第2章 延性金属材料的拉伸损伤理论和破坏规律 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 延性金属粘塑性本构关系 |
| 2.3 金属的拉伸损伤模型 |
| 2.3.1 Tuler-Butcher损伤积累准则 |
| 2.3.2 Void Growth模型 |
| 2.3.3 基于微空洞成核和长大的模型 |
| 2.3.4 Johnson-Cook损伤模型 |
| 2.3.5 修正的Tuler-Butcher损伤演化模型(新) |
| 2.3.6 微孔洞有核长大的损伤演化模型(新) |
| 2.3.7 含损伤型本构关系 |
| 2.4 一维平板撞击时延性金属层裂的数值模拟 |
| 2.4.1 引言 |
| 2.4.2 一维应变下的理想塑性、硬化模型的算法 |
| 2.4.3 半径回归算法 |
| 2.4.4 平板撞击层裂的实验和数值模拟 |
| 2.4.5 本构参数和损伤演化方程参数对自由面时程曲线的影响 |
| 2.4.6 结论 |
| 2.5 一维近似下的碎甲弹引起的层裂数值计算 |
| 2.5.1 计算流程 |
| 2.5.2 炸药爆炸过程的自模拟解 |
| 2.5.3 一维接触爆炸层裂特性研究 |
| 2.5.4 炸药参数对层裂片的影响 |
| 2.5.5 损伤阈值、钢板厚度和炸药厚度的影响 |
| 2.5.6 增加橡胶层对层裂特性的影响 |
| 2.5.7 结论 |
| 2.6 延性金属层裂的二维有限元数值计算 |
| 2.6.1 动力有限元方法以及HVP程序 |
| 2.6.2 计算模型与损伤参数 |
| 2.6.3 结果与分析 |
| 2.7 应力波绕射孔洞的二维有限元数值计算 |
| 2.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 延性金属材料的热塑互动损伤和剪切带型破坏 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热塑互动损伤研究的三个方面 |
| 3.2.1 热粘塑性本构失稳 |
| 3.2.2 热塑互动损伤的微观组织结构特征及其演化规律 |
| 3.2.3 数值模拟方面的研究 |
| 3.3 热塑互动损伤(新)和温升方程 |
| 3.4 率相关的本构算法与含损伤本构模型 |
| 3.5 平头弹低速冲塞靶板的热塑互动现象的数值模拟 |
| 3.6 内部爆炸载荷下热粘塑性金属球壳的破坏规律 |
| 3.6.1 引言 |
| 3.6.2 含损伤热塑性球壳的本构关系 |
| 3.6.3 爆炸气体产物和球壳的控制方程组 |
| 3.6.4 差分方程组 |
| 3.6.5 结论 |
| 3.7 短平头弹高速冲击靶板的破坏规律研究 |
| 3.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 脆性材料的拉伸损伤和压剪耦合损伤及破坏 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 脆性材料破坏形式 |
| 4.2.1 准静态损伤与破坏 |
| 4.2.2 动态损伤与破坏 |
| 4.2.3 失效波 |
| 4.3 脆性材料损伤模型 |
| 4.3.1 微裂纹型损伤演化的理论模型 |
| 4.3.2 Lemeitre的损伤当量应力 |
| 4.3.3 Mohr-Coulomb准则 |
| 4.3.4 陶瓷JH-2模型 |
| 4.3.5 混凝土材料HJC模型 |
| 4.3.6 修正的Tuler-Butcher脆性损伤 |
| 4.3.7 脆性材料中的拉伸损伤(新) |
| 4.3.8 脆性材料中的压剪损伤(新) |
| 4.4 陶瓷抗侵彻数值模拟 |
| 4.4.1 LS-DYNA程序简介 |
| 4.4.2 实验研究 |
| 4.4.3 数值模拟与分析 |
| 4.5 陶瓷层裂实验与数值计算 |
| 4.6 混凝土层裂数值计算 |
| 4.7 内部爆炸载荷下混凝土的破坏规律的数值计算 |
| 4.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 今后展望 |
| 附录:攻读博士学位期间发表的论文 |
四、金属损伤演化方程和层裂准则的确定(英文)（论文参考文献）
- [1]材料层裂研究的主要进展[J]. 周洪强,张凤国,潘昊,何安民,王裴. 高压物理学报, 2019(05)
- [2]微孔洞有核长大损伤演化模型研究[J]. 蒋东,李永池,杨建民,高洪亮,周刚. 应用力学学报, 2018(02)
- [3]强震作用下大跨空间网壳结构的多尺度损伤演化分析[D]. 刘春芳. 江西理工大学, 2019(01)
- [4]高效率、高精度耦合算法及对材料冲击响应特性应用的研究[D]. 孙晓旺. 中国科学技术大学, 2017(01)
- [5]非均质复合材料静动态力学性能研究[D]. 李平. 中国科学技术大学, 2014(02)
- [6]陶瓷材料的静动态力学性能和损伤特性研究[D]. 段士伟. 中国科学技术大学, 2013(04)
- [7]动态拉伸断裂的物理判据研究[J]. 贺红亮. 高压物理学报, 2013(02)
- [8]工程层裂准则简要回顾[J]. 李建光,张鑫. 哈尔滨理工大学学报, 2012(06)
- [9]高速冲击下铝锂合金材料断裂强度的实验研究[A]. 王道荣,李宏杰,赵巨岩,李永池. 第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集, 2010
- [10]工程材料的损伤演化表征和破坏规律研究[D]. 蒋东. 中国科学技术大学, 2010(10)