應變軟化材料變形、破壞、穩(wěn)定性的理論及數(shù)值分析.pdf

1、遼寧工程技術大學博士學位論文應變軟化材料變形、破壞、穩(wěn)定性的理論及數(shù)值分析姓名：王學濱申請學位級別：博士專業(yè)：工程力學指導教師：潘一山20060630遼寧T程技術人學博I‘論文微結(jié)構(gòu)效應引起的溫升之和。計算了Ti6AI4V在不同加載應變率條件下的剪切帶內(nèi)部的溫度分布及峰值溫度。目前的結(jié)果支持許多實驗觀測(在Ti6AI4V中可觀測到相變帶及形變帶)。當形變剪切帶中部的最大溫度達到相變點溫度時，于形變剪切帶中心處形成相變剪切帶。推導了相變剪

2、切帶寬度的理論公式。研究了初始溫度、功熱轉(zhuǎn)化因子、熔點、密度及比熱容對相變剪切帶形成及相交剪切帶寬度在流動剪切應力降低過程中的演變的影響。(2)拉伸、壓縮及剪切條件下試樣的峰后變形及能量消耗研究推導了局部化啟動之后剪切應力與剪切帶錯動位移(或變形)之間的關系。提出了剪切帶帶外彈性體系統(tǒng)的剪切應力位移曲線的方程。提出了試驗機巖樣(由剪切帶及帶外的彈性體構(gòu)成)系統(tǒng)的剪切應力一剪切變形曲線的方程。采用位移法及能量守恒原理推導了準脆性材料(巖石

3、及混凝土等)在單軸壓縮剪切破壞條件下的應力軸向應變曲線的解析式。該解析式能反映峰后應力軸向應變曲線的尺寸效應規(guī)律，得到了前人普通混凝土實驗結(jié)果的定量驗證。推導了試樣的軸向速度與應力率之間的關系，得到了試樣發(fā)生II類變形行為的條件。對材料的本構(gòu)關系及試樣的結(jié)構(gòu)響應之間的區(qū)別和聯(lián)系進行了討論。得到了單軸拉伸、直接剪切及單軸壓縮剪切破壞條件下試樣的統(tǒng)一應力應變曲線的解析式。建立了剪切帶內(nèi)部的局部損傷變量與單軸壓縮試樣全局損傷變量之問的聯(lián)系。計

4、算了巖樣呈現(xiàn)I及II類變形行為時耗散的能量。在剪脹及剪縮條件下，建立了直接剪切巖樣的切向變形與法向變形之『日j的關系以及切向應變與法向應變之間的關系。分析了直接剪切試樣剪切應力變形曲線的尺寸效應。提出了單軸拉伸條件下的拉伸應力拉中應變曲線的方程。區(qū)別于傳統(tǒng)的損傷模型，給出了拉伸應力，拉伸應變及非局部損傷變量之間的新定義，討論了這種定義方式的優(yōu)越性。將三點彎梁模型受拉邊中部的致密分布的微裂紋帶替換為拉伸局部化帶。由于微結(jié)構(gòu)效應，在拉伸局部