材料本构关系模型

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料本构关系模型材料2024-T3Aluminum的本构及失效参数材料Ti-6Al-4VTitaniumA:1098MPa(ksi)B:1092MPa(ksi)n:C:m:D1:-D2:D3:D4:D5:材料2024-T3AluminumA:369MPa(ksi)B:684MPa(ksi)n:C:m:D1:D2:D3:D4:D5:岩石材料本构模型建立方法一、岩石本构模型的定义岩石本构关系是指岩石在外力作用下应力或应力速率与其应变或应变速率的关系。岩石变形性质为弹塑性或粘弹塑性变形,变

2、形性质主要通过本构关系来反映,本构关系,即研究弹塑性或粘弹塑性本构关系。岩石是一种非均匀的各向异性的材料,内含微裂纹,有时还有宏观的缺陷如裂纹、空穴、甚至节理等。对这些缺陷存在且材料对缺陷敏感时往往容易发生事故。脆性材料不同于韧性材料,对缺陷十分敏感。由于岩石结构非均质和非连续的复杂性,到目前为止,还没有一个统一成熟的岩石力学本构关系。研究岩石本构关系的方法,概括起来主要有以下两种:唯象学方法用实验或断裂理论研究岩石的破坏准则。其基本点是假设在强度极限以前岩石本构关系可以近似用线性关系描述;塑性力学,流变力学及损伤力学方法。塑性力学有经典和广义塑性力学两部分。经典塑性力学理论主要适用于金属材料

3、,广义塑性理论适用于岩石材料。内时理论和流变力学在描述岩石时效方面的特性中发挥重要作用。损伤力学是以微观裂纹为出发点来深入研究介质的力学形态,及基础是内变量理论。物理力学机理方面岩石在初始状态下呈现微观缺陷,在本构理论中必须考虑其影响。依据一定的细观或微观力学机理,建立细观或微观力学模型,并借助于一定的宏观力学方法以建立宏观本构关系。建立岩石本构关系一般通过两个途径:利用岩石单轴或三轴试验获得的应力应变曲线,通过数理统计的回归方法建立本构方程;在实验观察的基础上,提出某种基本假设,从而建立一个力学模型,并推导出相应的本构方程。二、岩石的本构关系分类本构关系分类以下三类:弹性本构关系:线性弹性、

4、非线性弹性本构关系。弹塑性本构关系:各向同性、各向异性本构关系。流变本构关系:岩石产生流变时的本构关系。流变性是指如果外界条件不变,应变或应力随时间而变化的性质。岩石弹性本构关系1.平面弹性本构关系2.空间问题弹性本构关系岩石塑性本构关系塑性状态时,应力-应变关系是多值的,取决于材料性质和加-卸载历史。全量理论:描述塑性变形中全量关系的理论,称形变理论或小变形理论。汉基、依留申等依据类似弹性理论的关系胡克定律,提出:式中:?是一个与应力有关的参数,是一个变量,G=i3,?i为等效应变;?i为等效应力;?为体积应变;?为平均应力。i增量理论描述应力和应变增量间关系的理论。本构方程:应用增量理论求

5、解塑性问题,能够反映应变历史对塑性变形的影响,因而比较准确地描述了材料的塑性变形规律。岩石流变理论在一系列的岩石流变试验基础上建立反映岩石流变性质的流变方程,通常有二种方法:1经验法岩石蠕变经验方程:式中:等速段应变;为时间的应变;瞬时应变;初始段应变;加速段应变。典型岩石蠕变方程:幂函数方程、指数方程、幂指数对数混合方程图1岩石蠕变曲线2.理论模型模拟法将介质理想化,归纳成各种模型,模型可用理想化的具有基本性能的元件组合而成。三、几种典型的建模岩石在单轴压缩状态下的力学特性据年,对28类岩石进行岩石力学性质实验结果,将单轴压缩下应力-应变曲线概括地划分成如图2所示的六种类型。图2在单轴压缩下

6、岩石的典型应力-应变曲线弹性;弹-塑性;塑-弹性;塑-弹-塑性;塑-弹-塑性;弹-塑-蠕变;岩石动态破坏的时效损伤本构模型1.过应力模型岩石的冲击本构特性可以用宾厄来描述,该模型又称为过应力模型如图3所示。图3过应力模型过应力模型本构方程:武汉理工大学弹塑性理论学习论文混凝土的本构模型研究学院:土木工程与建筑学院专业班级:土木研1005班学生姓名:梁庆学指导教师:张光辉混凝土的本构模型研究梁庆学摘要:在弹塑性理论这门课程中,我们学习了应力理论、应变理论和本构关系的一些相关知识。虽然只有短短的几个月的时间,但这对于引导我们自学和探讨是非常有帮助的。我在学完本构关系相关知识后,自己阅读相关的专业书

7、籍和查阅了相关的科技论文文献,对混凝土的本构模型有了一些初步的了解,也对其产生了比较浓厚的兴趣,本文主要依据弹塑性理论对混凝土的本构模型最了一些简单的阐述总结。关键词:本构关系;本构模型;线弹性模型;非线弹性模型;塑性理论模型TheStudyofConstitutiveModelofConcreteQing-xueLiang(CivilEngineeringandArchitectureSchoolWuhanUniversityofTechnology,Wuhan)Abstract:Inthecourseof“elastic-plastictheory”,wehavelearnedsomekn

8、owledgeaboutstresstheory,straintheoryandconstitutiverelation.Althoughonlyseveralmonthsstudy,itshelpfultoleadusself-studyanddiscussion.Afterlearningtheknowledgeaboutconstitutiverelation,Ihavereadsomerelevantprofessionalbooksandreviewedsomescientificpapersrelatedconstitutiverelation.Ihavegotsomeprelim

9、inaryunderstandingabouttheconstitutivemodelofconcrete,andIminterestedtoittoo.Inthispaper,Igivesomesimplesummarytotheconstitutivemodelofconcretebasedontheelastic-plastictheory.Keywords:Constitutiverelation;Constitutivemodel;Linear-elasticmodel;Non-linear-elasticmodel;Plastictheorymodel1绪论混凝土是一种在工程结构中

10、应用及其广泛的材料,在相当长时间内是依靠经验公式进行设计与分析的,近几十年来,随着电子计算机的普及,混凝土非线性有限元分析得到了很大的发展,有关混凝土的本构关系得到了广泛而深入的研究。国内外学者根据不同的理论框架提出了许多本构模型。为了在结构设计计算和有限元分析中引人混凝土的本构关系,各国学者经过多年的试验和理论研究,提出多种多样的本构模型。按现有的本构模型基本上可以分成四大类,即:线弹性模型;非线性弹性模型;塑性理论模型以及其它力学理论的本构模型。在这些本构模型中,有些是以成熟的力学体系,例如弹性理论或弹塑性理论等的观点和方法作为基础,移植于混凝土。有些则是借助新兴的力学分支,例如粘弹塑性理

11、论、内时理沦、断裂力学、损伤力学等概念结合混凝土材料特点推演而得。还有些则是以混凝土多轴试验数据为依据,进行概括和回归分析后得到。2线弹性均质本构模型在材料力学课程中,已经详细讨论了在单向应力状态时材料处于线弹性阶段的应力应变关系,即:?x?E?x其中E为弹性常数,这就是熟知的胡克定律。在三维应力状态下,描绘一点的应力状态需要9个应力分量,与之相对应的应变状态也要用9个应变分量来表示。如采用张量表示法则有:l1,2?ij?cijkl?kl?i,j,k,?,3该式就是广义胡克定律所描述的本构关系,其中cijkl为弹性常数,为一四阶张量,一般有81个常数。如果材料为正交各向异性时,只有9个常数。而

12、对于各向匀质材料,只有两个常数,可用拉梅常数来表示,即:?ij?ije?2?ij式中:当i?j?ij?1当i?j2非线弹性本构模型增量理论当受力物体中的一点的应力状态满足屈服条件而进入塑性阶段以后,弹性本构关系对该点就不适用。因而需要建立塑性阶段的本构方程来描绘塑性应力和应变之间或应力增量和应变增量之间的关系。塑性应力应变关系的重要特点是它的非线性和不唯一性。所谓非线性是指应力应变关系不是线性线性关系;所谓不唯一性是指应变不能由应力唯一确定。在塑性阶段,应变状态不但与应力状态有关,而且依赖于整个的应力历史,或者说应变是应力和应力历史的函数。一点处应力状态进入塑性状态以后,相应的总应变?ij可以

13、分为两部分:弹ep?性应变部分ij和塑性应变部分?ij?ij?ije?ijp以上说明,塑性应变与加载路径有关,所以我们必须讨论应力的变化特征和应变的变化特征,并且将进一步限定从考虑其无穷小的变化,计算其全部加载历史过程的增量,之后用积分或求和的办法求出总应变。本质上塑性本构关系是一种增量关系。全量理论在增量理论中,我们得到了塑性应变增量的分量与应力偏量之间的关系,为要得到总塑性应变分量与应力分量之间的关系应将增量对全部加载路径积分,从而求出总应变分量与瞬时应力分量之间的关系。由此可见,应力与应变的全量关系必然与加载路径有关。全量理论建立的全量形式表示的与加载路径无关的本构关系的表达式为:eij?3?i?ij?i?2?j?i?i?m?3K?m非线弹性本构模型非线弹性本构模型是根据混凝土多轴试验数据进行总结、归纳,经过回归分析而得出的模型。它适用与单调加载和混凝土受压区处于非线性变形阶段。这类目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。

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