應(yīng)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(shù)大學(xué)博士學(xué)位論文應(yīng)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(xué)濱申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：工程力學(xué)指導(dǎo)教師：潘一山20060630遼寧T程技術(shù)人學(xué)博I‘論文微結(jié)構(gòu)效應(yīng)引起的溫升之和。計算了Ti6AI4V在不同加載應(yīng)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(shí)驗(yàn)觀測(在Ti6AI4V中可觀測到相變帶及形變帶)。當(dāng)形變剪切帶中部的最大溫度達(dá)到相變點(diǎn)溫度時，于形變剪切帶中心處形成相變剪切帶。推導(dǎo)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(diǎn)、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(yīng)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(dǎo)了局部化啟動之后剪切應(yīng)力與剪切帶錯動位移(或變形)之間的關(guān)系。提出了剪切帶帶外彈性體系統(tǒng)的剪切應(yīng)力位移曲線的方程。提出了試驗(yàn)機(jī)巖樣(由剪切帶及帶外的彈性體構(gòu)成)系統(tǒng)的剪切應(yīng)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(dǎo)了準(zhǔn)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(yīng)力軸向應(yīng)變曲線的解析式。該解析式能反映峰后應(yīng)力軸向應(yīng)變曲線的尺寸效應(yīng)規(guī)律，得到了前人普通混凝土實(shí)驗(yàn)結(jié)果的定量驗(yàn)證。推導(dǎo)了試樣的軸向速度與應(yīng)力率之間的關(guān)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(guān)系及試樣的結(jié)構(gòu)響應(yīng)之間的區(qū)別和聯(lián)系進(jìn)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(yīng)力應(yīng)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(guān)系以及切向應(yīng)變與法向應(yīng)變之間的關(guān)系。分析了直接剪切試樣剪切應(yīng)力變形曲線的尺寸效應(yīng)。提出了單軸拉伸條件下的拉伸應(yīng)力拉中應(yīng)變曲線的方程。區(qū)別于傳統(tǒng)的損傷模型，給出了拉伸應(yīng)力，拉伸應(yīng)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(diǎn)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(yīng)，在拉伸局部