Fracture loci of DP980 steel sheet for auto-body at intermediate strain rates

This paper introduces the effect of the strain rate on the ductile fracture of DP980 1.2t steel sheet. Tensile tests of DP980 sheet are performed at a range of strain rates from 0.001 s^?1 to 100 s^?1 with three different shapes of specimens: the diagonally notched specimen for the in-plane shear test; the dog bone specimen for the uniaxial tension test; and grooved specimen for the plane strain tension test. To trace the strain on the surface of the specimen, 2-D digital image correlation (DIC) technique is adopted to encompass the remarkable transition of the fracture characteristics including the fracture strain, loading path and strain rate sensitivity. The negative stain rate sensitivity is observed on the equivalent strain to fracture which corresponds to the experimental results at low strain rate ranging from 0.001 s^?1 to 0.1 s^?1. The transition of thermal condition from isothermal to adiabatic comes into play to increase the equivalent strain to fracture at the intermediate strain rate from 0.01 s^?1 to 1 s^?1. The fracture loci incorporating with the Lou-Huh ductile fracture criterion are developed to identify the strain rate effect in the wide regime of triaxiality.     

点焊结构接头应力应变场的数值模拟

以汽车点焊结构为研究对象，通过合理建立点焊结构的有限元离散模型和力学模型，系统分析了点焊搭接剪切拉伸试样在不同载荷下的应力应变分布规律，以及应力应变与结构、载荷间的对应关系，获得了理想的数值模拟结果。     

New tension mechanism for high-speed tensile testing machine

As concerns of dynamic tensile measuring, a new tension mechanism driven by liner motor in high-speed tensile testing machine is presented. It satisfies the requirements for testing the dynamic tensile properties of plastic materials with strain rates from 1 to 100 s^-1, which is relatively difficult to test for currently available machines. For this purpose the idle stroke principle is used to realize the dynamic load of plastic material with static grip. Computer aided engineering is used: i) to analyze and optimize the tension mechanism thus allowing reducing the system shock caused by collisions. ii) to avoid the influence of plastic materials specimen stress and strain uniformity on the measuring system. The analysis results agreed well with the established empirical relationships based on experimental evidence. Two sets of experiments for different strain rate tensile were conducted thus allowing proving the reliability and credibility of the designed tension mechanism.     

Fatigue life prediction of a rubber material based on dynamic crack growth considering shear effect

This paper suggests a fatigue life calculation method (A fatigue life calculation method is suggested) for rubber components based on the dynamic crack growth considering shear effect. Dynamic tearing tests were carried out, and the crack length was measured using an optical microscope to calculate the dynamic crack growth rate which characterizes and determines the fatigue life. The algorithm was numerically implemented in finite element code, ABAQUS standard, by using the user subroutine and applied to several rubber components. In the finite element analysis, deformation mode of an element was classified into tension and shear, and a weighting factor was multiplied to a strain energy density according to the degree of shear strain. Tension and compression of an elliptic dumbbell specimen was simulated in order to verify the material parameters of the suggested fatigue life prediction equation and to enhance the reliability of the algorithm. Finally, the fatigue life of a vehicle suspension bushing was calculated and compared with test. There were good agreements in the failure location and the magnitude of the fatigue life.     

用密栅云纹实验解析法研究方板对角拉伸的起皱过程

本文采用密栅云纹实验解析法研究方板对角拉伸的起皱过程，得到了在起皱临界状态下的位移，应变和应力的全场的瞬间和连续变化信息。发现了起皱是局部的塑性失稳现象，它与横向压力分布的区域性和区域不均匀性直接相关，它可为研究大型覆盖件成形缺陷机理开辟一条新的途径。     

黏土一维剪切流变的等效时间线模型（双语出版）

为揭示变剪应力作用下黏土的流变特性,建立了一维剪切弹黏塑性模型。参照Yin等提出的等效时间流变模型的建模思路,将剪切应变速率分为弹性剪切应变速率和黏塑性剪切应变速率。弹性剪切应变速率与加载路径无关,用非线性函数模拟。而对于黏塑性剪切应变速率,首先基于Singh等提出的常剪应力作用下的蠕变速率经验公式推导黏塑性剪切应变、等效时间与剪应力之间的函数关系式;然后参照Yin等提出的等效时间法,把该关系式通过等效时间代入蠕变速率经验公式,获得以剪应力和剪应变为变量的黏塑性剪切应变速率式。弹性剪切应变速率式与黏塑性剪切应变速率式之和即为一维剪切流变的等效时间线本构关系式,再通过淤泥质黏土的分级加载试验和黄土的加卸载试验与该本构关系式剪切应变表达式之间的比较,验证该模型在变剪应力加载下的适用性。研究结果表明：所构建模型的预测曲线和分级加载试验曲线、加卸载试验曲线吻合较好,这说明该模型在变剪应力加载下具有较好的适用性;模型良好的预测性也说明其建模过程中用到的等效时间法不仅适用于一维压缩流变,还适用于一维剪切流变,拓展了等效时间法的应用范围。     

二氧化碳相变致裂应力波影响因素试验研究

基于超动态应变测试技术，采集CO₂相变致裂过程中的应变波信号，以CO₂充装量和剪切片强度为变量，分析二者对CO₂相变致裂应力波传播的影响规律。研究结果表明:CO₂充装量和剪切片强度是影响应力波的两个关键因素，随着CO₂充装量的增大，CO₂相变致裂峰值应力逐渐增大，但增大率不断降低；随着定压剪切片强度的增大，峰值应力表现出线性增长趋势。研究成果对于提高CO₂相变致裂破岩效率具有重要的理论意义和工程实用价值。     

饱水裂隙破坏模式及影响因素理论分析

深长岩溶隧道掘进过程中掌子面和隧道两侧壁将出现大量裂隙,裂隙在远场应力与水压力的共同作用下将发生扩张膨胀,使得通过裂隙的水流量增大并最终导致隧道发生大范围的突水突泥事件。受水压致裂技术的影响,一般认为裂隙内部水流作用的机制是由水力劈裂和水压扩径造成的。基于断裂力学和流体力学,在平面受力情况下求解含水裂隙发生劈裂破坏和压剪破坏所需的临界水压值,并将两者进行比较后发现,同一裂隙发生水力劈裂破坏所需的临界水压大于其发生压剪破坏所需的临界水压,得出压剪破坏是含水裂隙破坏的主要形式。     

考虑材料特性随温度变化时沥青路面的温度应力

把沥青路面视为层状弹性体系,并将材料特性作为随温度变化的参数,推导了沥青路面温度应力问题的理论解.首先,利用热弹性理论来描述层状弹性体系的温度应力问题,同时考虑了材料特性的随温度变化.其次,通过对热弹性力学的平衡方程进行Laplace和Hankel积分变换得到了单一层问题的解,再利用传递矩阵法得到了多层弹性体系温度应力问题的理论解.最后,将该理论解用于沥青路面温度应力问题的计算,并与材料特性取常数的情况进行了对比.结果表明随温度变化的材料特性对沥青路面的温度应力有显著的影响.     

斜腹式、鱼腹式箱梁剪应力计算

针对目前应用越来越广泛的斜腹式、鱼腹式箱梁,阐述了其剪应力计算不同于矩形截面梁的地方,并指出其剪应力计算不符合传统的矩形截面梁剪应力计算的假定。针对上述问题,分别采用平面梁单元和空间块体单元对拟定的斜腹式、鱼腹式箱梁截面的剪应力进行计算对比。结果表明,采用传统的矩形截面梁的剪应力计算公式来计算斜腹式、鱼腹式箱梁腹板上的剪应力,结果将有较大的误差。为此,提出了腹板抗剪有效厚度的概念,为斜腹式、鱼腹式箱梁剪应力计算提供了一个简便的、可行的方法。     

汽车用TRIP高强度钢板的成形行为试验研究

对冷轧TRIP600钢板在单向拉伸、双向拉伸和平面应变变形模式下的成形行为进行试验研究,在此基础上建立描述TRIP效应的计算模型,并用扫描电镜方法分析TRIP钢变形过程中微观组织的变化。试验结果表明:在单向拉伸、双向拉伸和平面应变中,平面应变最有利于TRIP效应的发挥,双向拉伸次之,单向拉伸最不利。     

钢筋混凝土连续曲线箱梁桥剪力滞效应研究

针对连续曲线箱梁桥的结构形式,重点研究了钢筋混凝土连续曲线箱梁桥的剪力滞效应。通过运用大型有限元通用软件ANSYS．对不同因素变化下的钢筋混凝土连续曲线箱梁桥进行建模分析。在实桥荷载试验的基础上,计算各种工况作用下箱梁梁体的挠度、应变应力及剪力滞系数值;分析曲率半径等因素对曲线箱梁剪力滞效应的影响。研究结果表明曲率半径对连续曲线箱梁的剪力滞效应有较大影响,因而在曲线箱梁的设计中应加以考虑。     

高铁路基粗粒土填料静力特性大型三轴试验研究

选取宁杭高铁德清站路基填料站现场典型粗粒土填料制备试样,在100,150,200,300 kPa围压下开展大型三轴固结排水剪切试验,得到相应的应力-应变和体变特性曲线.试验表明:围压越大,偏应力达到稳定值所需的轴向应变越大,当围压为300 kPa、轴向应变达到15％时,偏应力仍在继续增长.不同围压条件下的试样剪切初期均...     

有限元强度折减法在膨胀土路堑滑坡分析中的应用

膨胀土路堑滑坡机理复杂,传统边坡分析方法无法对它进行分析并得出合理解释。而有限元强度折减法可采用岩土材料的非线性弹塑性本构关系,能考虑膨胀力等因素的作用,通过计算坡体的应力与应变,合理分析土坡变形过程和潜在滑动面,并采用安全系数评价边坡稳定性,较好地解决了膨胀土边坡稳定性及滑坡处治效果分析问题。应用有限元强度折减法,分析了南友路膨胀土滑坡规律,以及柔性支挡的处治效果。     

基于突变理论的软粘土蠕变变形经验公式研究

将尖点突变模型和燕尾突变模型应用于软粘土三轴剪切蠕变试验的蠕变变形经验公式研究,得到了不同应力水平的剪应力-轴向应变-时间(q-ε1-t)之间的关系表达式,以及能综合描述各种应力水平的围压-剪应力-轴向应变-时间(σ3-q-ε1-t)之间的关系表达式,两种表达式均与数据吻合良好。     

碎石化水泥混凝土路面加铺层结构研究与设计

该文采用有限元法建立了碎石化条件下混凝土路面二维平面应变模型,对标准轴载和超载条件下不同类型加铺层结构的力学响应进行了计算,分析了路面弯沉、层底拉应力、层底拉应变等指标,提出半刚性基层加碎石化沥青薄层结构的有关建议。     

应力吸收层热再生混合料力学性能与路用性能试验研究

RAP中细集料的老化沥青含量大,再生利用价值高,将RAP应用于应力吸收层混合料,可最大资源化提升RAP再生利用价值,降低应力吸收层混合料建设成本。采用车辙试验、小梁弯曲试验、预切缝半圆弯拉试验、复合梁试件扭剪试验、拉拔试验、扭剪疲劳试验、Over Test评价热再生应力吸收层混合料的高低温性能、层间抗剪切性能、抗剪切疲劳性能和抗反射裂缝性能。结果表明：随着RAP掺配比例增大,热再生应力吸收层混合料的油石比降低、高温性能增强,但增大RAP掺量导致热再生应力吸收层混合料低温弯曲应变、断裂能、扭剪强度、拉拔强度、扭剪疲劳寿命和抗反射裂缝性能均降低。在50%RAP掺量下,热再生应力吸收层混合料的动稳定度3 604次/mm,低温弯曲应变4 890με,且Over Test(OT)加载达到了1 200周期,聚合物胶粉复合改性沥青热再生料应力吸收层混合料具有优异的高温韧性和低温延展性与抗反射裂缝性能。     

基于统一强度理论的水平加筋材料复合地基极限分析

结合统一强度理论和极限分析法,对水平加筋增强体复合地基承载力进行了研究。通过对已有以主应力表达的统一强度理论关系式进行变换,导出了以任意平面上的剪应力和正应力表达的统一强度理论关系式;将统一强度理论与相关联流动准则相结合,解决了基于统一强度理论进行极限分析的基本问题;并结合加筋材料对地基极限承载力的影响,对水平加筋材料复合地基进行了极限分析,得到了水平加筋材料复合地基极限承载力计算公式。最后结合工程算例对地基极限承载力的影响因素进行分析,对实际工程具有一定指导意义。     

强度折减法在土质边坡有限元分析中的应用

基于ANSYS的有限元分析程序,采用一系列的DP屈服准则求解安全系数的上下限值。通过土质边坡分析与传统极限平衡法相比,其分析结果显示,土质边坡均为不稳定。有限元分析方法利用平面应变摩尔-库仑匹配DP准则在求解平面应变问题时,精度较高,而且直接获得带状塑性区的位置和边坡滑移的方向。基于DP准则的有限元强度折减方法获得的安全系数的上下限值,更能为复杂边坡的分析提供参考依据。     

汽车齿轮刮削残余应力的研究

本文通过对刮削后汽车齿轮齿面残余应力的测定,探讨了刮齿表面残余应力的变化规律。研究表明:与磨削相比,刮削可使齿轮呈现满意的残余应力状态;刮削残余应力与刮削功率及切削力之间的函数关系,可用作汽车齿轮制造中监测刮削残余应力状态的参考依据。