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1989年  第21卷  第S1期

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论文
大变形弹塑性本构理论的几个基本问题
黄克智 程莉
本文对大变形弹塑性本构理论的变形、变形率的分解以及旋率等基本问题进行了评述,提出了变形率分解为弹性与塑性变形率所应满足的两个条件,提出采用变形率标架旋率来构造应力客观率,在单剪问題中可得到无剪应力振荡现象的结果。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-231
宏观塑性本构理论的近代发展
匡震邦
本文简单地回顾了近30年来宏观塑性本构理论的主要发展,给出了近代理论的一个粗略概况,并适当地加入了作者的一些看法和工作。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-232
有限变形塑性本构理论的框架
黄筑平
架的五个要素: 1)参考构形的选取, 2)不可逆过程热力学基础, 3)状态参量的选取及其演化规律, 4)屈服面的存在性, 5)本构方程的形式等。通过对以上要素的研究可进一步了解当前各种理论和学派之间的分歧所在。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-233
复杂应力状态下材料屈服和破坏的一个新模型及其系列理论
俞茂宏
作者根据应力状态的全面分析,提出一个关于材料在复杂应力状态下屈服和破坏的新模型,即菱形十二面主剪应力单元体或正交八面体的双剪切模型,由此推导出一系列全新的屈服和破坏准则,即双剪应力屈服准则、双剪应变屈服准则、广义双剪应力准则、双剪角隅模型、双剪帽子模型、双剪应力三参数准则及其角隅模型、晶体多滑移的双剪准则等等。这一新的系列准则不仅在理论上比最大剪应力准则的单剪理论更为合理,而且对某些材料比单剪理论更符合实际;此外对材料的利用率也较高,它们可以分别适用于金属、晶体、岩石、土壤、混凝土等材料,并可用于工程分析和计算机应用。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-234
考虑相变影响的热弹塑性本构关系及淬火过程的应力解析
王志刚
本文给出一种合相变的热弹塑性本构关系,它适用于金属材料淬火等伴有金相组织变化过程的应力、变形解析,作为算例,用有限元方法计算了一个齿轮渗碳淬火处理过程的含碳量、溫度、金相组织、应力分布,并同实验数据作了比较。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-235
土的内时本构模型及其与经典塑性模型的关系
范镜泓 王建国
本文对内时理论在土壤中应用的三个基本问题进行了讨论,首先对Valanis(1982年)在一个较粗略的假设上推得的本构方程进行了分析,在考虑细观不均匀弹性变形和不同耗散机制的基础上,建立了一个简明的力学模型,由此重新获得了适用于描述土壤偏斜响应与水压响应的内时本构方程,该方程由一项只与当前组织构造状态有关的函数与一项考虑历史影响的遗传积分之乘积组成。其次利用该组方程和Valanis关于岩土内时量度的定义求得了在p—q空间中描述的屈服面形状及其影响因素,并由此求得了它们与帽盖模型和清华弹塑性模型的关系。第三部分简单讨论了正文流动法则的适用性。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-236
包含相变的非等温内时本构方程及其在2Cr13钢淬火应力分析中的应用
刘林娜 范镜泓
将在热处理过程中发生相变的材料考虑为多组元的混合物。以合内变量的不可逆热力学为基础推导出了包含相变,不合屈服面的非等温弹塑性内时本构方程,根据一组不同温度水平下的高温短时拉力试验宋确定本构方程中的材料参数及其随温度的变化,作为例证,计算了2Crl3钢圆柱试样在淬火过程中瞬时内应力和残余内应力分布,并将残余应力的计算值与实验测定值进行比较,结果证明本文发展的本构方程及其相应的有限元计算程序具有令人满意的应用效果。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-237
拉压性能不同金属材料的非经典塑性本构理论及实验研究
吕桂英 张泽华
本文首次在拉压性能不同金属材料中发展了平均应力敏感和塑性体积变化的非经典塑性本构理论,从理论和实验两个方面比较深入、系统和全面地探讨了拉压性能不同的金属材料的塑性体积变化、屈服、强化和流动等塑性行为,建立了一套完整的本构方程。根据本文对铝硅合金ZLl05和球墨铸铁的实验结果给出了各种应力状态下强化曲线的经验公式, 比较合理地解决了塑性强化模量应依应力状态的变化规律问题。将本文的本构模型与实验结果比较, 两者十分吻合。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-238
固体力学的一个广义变分原理
林钟祥
本文从热力学基本定律出发,根据内变量理沦,提出一个适用于任意材料固体热力学过程的广义变分原理。目前流行的许多特定情况的变分原理均为它的特例。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-239
超塑变形屈服准则的拉扭复合实验研究
王仲仁 许言午 郭殿俭
本文首次用超塑材料Sn-38Pb的变截面及等截面薄壁管试件做了高精度拉扭复合实验。由实验结果建立了超塑变形屈服准则,从连续介质力学的角度分析,准则的物理意义是变形时比功率为常值;其几何形状为六曲面柱体,它介于Mises圆柱面和Tresca六棱柱面之间, 更接近于后者。实验表明,随比功率或应变速率的增加,超塑屈服曲面均匀地向外扩张。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-240
屈服应力定义对纯铝L2屈服规律的影响
张泽华 庞宝君
本文报导了工业纯铝L2薄壁圆管试件在比例加载时P-p复杂应力状态的实验研究结果,主要研究了: (1)初始加载和预施塑性变形后加载时材料硬化特性的差异;(2)不同屈服应力定义对初始屈服曲面的后继屈服曲面的影响; (3)不同屈服应力定义对强化规律的影响; (4)对相同加载路径、预变形不同的后继屈服曲面做了比较,此外,还对后继屆服曲面的角点问题进行了初步讨论。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-241
多面壳体液压胀球过程的实验研究
康达昌 汪涛 张士宏 董建令 王仲仁
本文描述了由平面板料组焊而成的多面壳体整体液胀成球壳过程中的变形规律。实验证明壳体胀形过程可以依焊缝的变形分为三个阶段,即初期阶段焊缝内凹,中期阶段焊缝波浪化,末期阶段焊缝外凸圆弧化。通过对壳体胀形过程中的容积变化量进行测定和分析得到了壳体的体积变化规律。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-242
大变形塑性极限分析的界限定理
高扬
基于现代凸分析数学方法,本文建立了大变形塑性极限分析的互补界限定理,证明了在几何非线性条件下,极限载荷因子上、下限的存在性直接取决于一个所谓的对偶间隙函数的性质,借助于塑性超势概念,下限定理中的屈服条件得以自然解除。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-243
软钢在平面应变条件下强化特性的新模型
姚希梦 曾平 胡少勇
本文用平面应变转轴压缩实验的方法测定了大塑性变形条件下软钢(A3)在简单变形路径和复杂变形路径时的各向异性强化性能,提出了建立加载函数的硬化率模型,按此模型计算出复杂变形路径的后继屈服应力,并同实验结果进行了对比,二者符合较好。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-244
板、壳极限分析和安定分析——温度参数法
钱令希 王志必
继文[2]之后,本文用温度参数法于受弯板和旋转壳的极限分析与安定分析。由于这个方法的计算工作量小,并可充分利用已成熟的弹性分析程序,故便于解决实际工程问题。又未给出若干数值实验和一个工程实例。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-245
用加权残数法求环板在Mises屈服条件下的极限载荷
吴向 徐秉业
本文用加权残数法求出了在不同支承条件下和Mises屈服条件下环板的极限载荷的近似值。所得的值与用Tresca屈服条件的完全解非常接近。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-246
各向同性强化条件下的安定定理
刘越 刘信声
本文提出并证明了在各向同性强化条件下的安定定理,即在循环载荷作用下,各向同性强化材料的结构,其安定状态总是可以实现的。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-247
C形波纹管的极限分析
孙镇华 刘信声 徐秉业
本文从刚塑性材料出发,采用基于Tresea屈服准则的极限条件,讨论了C形波纹管受管轴方向载荷作用时的机动解和静力解。当s≤200,n≥4时,上,下限载荷之差不超过10%。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-248
冲击载荷下的材料动态失稳和动态屈服
王礼立
对钛合金同时进行了绝热剪切带的显微观察和动态本构关系的宏观研究,发现材料在冲击载荷下的绝热剪切是一速率相关过程,而对应的热粘塑性动态失稳准则是一多变量准则,相联系地还讨论了材料在冲击载荷下的动态屈服准则和动态断裂准则,指出在给定环境温度下都类似地是双变量准则。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-249
支承在劈尖上的圆环在撞击下的刚塑性动力响应
张铁光 余同希
本文对底部支承在劈尖上的圆环顶部承受刚性块撞击的塑性动力响应问题作了小变形分析,讨论了“质量比”和“能量比”对撞击点的位移的效应,并给出了数值算例。结果表明动态塑性变形主要局限于撞击点附近的区域,因此动态变形模式是与静态塑性破坏机构显著不同的。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-250
撞击引起的弹塑性激波衰减规律的拟级数解法
李永池 周光泉 黄峰
本文基于所论问题的无量纲化方程组研究了由一有限质量刚块撞击所引起的递增硬化弹塑性杆中应力波的传播问题,提出了一种求解弹塑性激波衰减规律的拟级数解法并且得到了级数通项的递推公式,算例表明级数收敛是快的。该方法简单明晰,很便于工程应用,该方法还有如下优点:可以同时求得塑性激波的传播迹线、衰减规律以及激波后方弹性卸载区内的应力和质点速度的分布规律。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-251
具有大挠度的四边固定矩形板的弹塑性动力响应
洪善桃 杨建中
本文首先给出了四边固定矩形板在冲击载荷作用下的弹性动力响应,先求解自由振动,得到相应的本征值和本征函数,然后求得强迫振动,所得到的弹性解是解析解。弹性解一经求得,就可利用巳知弹性解求得板的弹塑性动力响应。在这个基础上可以进一步去求得在大挠度情况下的弹塑性动力响应,本文是作者过去工作〔1,2〕的进一步发展,所得的结果具有良好的规律性而且是比较合理的,说明本文不仅在弹性解而且在弹塑性动力响应方面所做的工作都是可行的。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-252
17届ICTAM大会有关塑性力学内容
王仁
通过1988年在法国Grenoble召开的第十七届国际理论与应用力学大会,介绍了当前有关塑性力学的前沿课题。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-253
圆管受冲击扭矩作用的粘塑性分析
宋军 徐秉业
本文采用P.Perzyna粘塑性本构关系式,忽略径向惯性力的影响,对受冲击扭矩作用的圆管进行了分析,导出了求解的基本方程。文中结合实例计算,给出了冪级数载荷形式的解析级数解,得到了管中应力、应变率等随时间变化的规律。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-254
应变率敏感材料的弹粘塑性硬化模型及其应用
徐秉业 潘立功
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-255
混凝土非均匀强化塑性理论的改进
金永杰 朱昌铭
本文对文献〔1〕提出的混凝土的非均匀强化塑性理论进行了研究,并作了改进,改进后的理论以载荷性质作为分区的原则来构造加载面,使得加载面的构造更为合理;同时,也采用了新的方法构造了基准面,使其与单轴压缩载荷路径的关系更为直接,物理意义更明确;另外,本文还提出了一种新的等效应力的定义,经与实验结果比较,改进后的理论具有较好的精确度。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-256
线性软化脆塑性厚壁筒的极限载荷
刘文政 徐秉业
本文严格遵循介质的脆塑性本构关系,用损伤面扰动方法计算Tresca型线性软化脆塑性厚壁筒的极限载荷,强调了体积可压缩在这类问题研究中的重要性。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-257
Hutchinson模型的后屈曲和缺陷敏感分析
苏旭明 卢文达
本文分析双线性硬化的Hutchinson模型的后屈曲和缺陷敏感问题,先给出一个解析解,再用模型承受最大荷载时卸载区长度为定量的特点,以卸载区长度的变化为参数,在卸载区为零时和模型承受最大载荷时分别作摄动分析,并连接它们,得到后屈曲和缺陷敏感分析的渐近表达式,本文并详细讨论了文中提出的方法在其实工程结构上的应用问题。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-258
蠕变恢复试验和计算及恢复时的蠕变分析
穆霞英
对镍基合金材料在不同温度下进行了蠕变恢复试验,根据试验结果得到局部有用的规律并给出恢复量的表达式,据此,提出一种简便的蠕变恢复应力分析方法——差应力法,文中还以厚壁筒算例说明蠕变恢复的影响。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-259
广义屈服准则
王仲仁 胡卫龙
本文提出了一个新的屈服准则——广义屈服准则,新准则中包含了应力张量第一不变量J_1和应力偏张量第二及第三不变量J_2~1及J_3~1的综合作用,从物理概念上看,新准则反映了平均正应力、各主剪应力及应变类型对屈服应力的综合影响。新准则的优点是它可适用于拉压性能不同材料、多孔材料及不同变形工序等的屈服判据。另外,本文还指出Tresca准则、双剪应力准则及Mises等准则仅为所推荐准则的一个特例。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-260
规范上限模式与滑移线场的合理性
李双义
对于求解塑性平面应变问题,本文提出有规范上限模式和规范上限解可寻;并列出压缩、平冲头压入、复合挤压及模锻的规范上限模式及上限解通式,采用规范上限解可使上限解公式通用化,迅速,简便地求出上限解,且高估量相当小。规范上限模式与合理的滑移线场在轮廓上具有相似性;借此,可寻求符合完全解条件的滑移线场;对已有的滑移线场,可由规范上限模式判断其合理性。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-261
滑移线场应力的映射分析及其应用
彭炎荣
求解滑移线场应力对研究金属成形极为重要,利用映射分析方法求解滑移线场应力,比按Heneky应力方程逐点计算,不但直观清晰,而且大为简化。本文提出一种线性映射方法,介绍了这种映射的基本原理、作图方法及实际应用,并与W.Prager在极点轨迹基础上建立的摆线映射法进行了比较。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-262
正交异性材料平面应力问题的特征场
袁祖培 范季夏
本文将正交异性材料看成理想刚塑性材料,采用Hill屈服准则及与之相关的流动法则,建立了塑性平面应力问题的特征场,分别获得了应力场及速度场,无论应力场还是速度场,双曲型区两族特征线互不正交,应力场的特征线与速度场的特征线互不重合。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-263
带有知识和数据库的混凝土本构模型
刘西拉 许锦峰
本文提出了一个新形的基于知识和数据库的混疑土本构模型,给出了包括2—5参数的混疑土基本破坏面模型,讨论了此本构模型的采用原则,并对所采用的数据库结构进行了说明分析。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-264
板壳弹塑性问题的样条有限点法
秦荣
本文提出了板壳弹塑性问题的样条有限点法,文中应用P.Perzyna的弹粘塑性模型,建立了板壳弹塑性问题样条有限点法的计算格式,这个方法不仅计算简便,而且精确度也高,可以在微机上实现,是一个经济有效的方法,为弹塑性问题的求解提供了一个新的途径。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-265
超静定结构的安定分析
陈少忠 陆明万
本文建立理想弹塑性材料超静定结构安定分析的线性规划格式,论证上下限定理的规划格式满足规划论的对偶关系,从而统一了安定分析的上下限定理,使问题得到简化。
1989, 21(S1). doi: 10.6052/0459-1879-1989-S1-1989-266