盾构隧道EPDM橡胶密封垫本构参数试验研究

为合理确定盾构隧道接缝EPDM弹性密封垫橡胶材料的本构模型及其参数,采用CMT4304型微机控制电子万能试验机,进行单轴拉伸试验和单轴压缩试验,并利用ABAQUS有限元分析软件对试验数据进行分析,从模型符合性和材料稳定性2方面进行评价,得出常用硬度EPDM橡胶材料的推荐本构模型及其参数。结果表明:邵尔硬度为45 HA和60 HA的EPDM橡胶,采用Arruda-Boyce或van der Waals本构模型较合适;邵尔硬度为55 HA的EPDM橡胶,采用Arruda-Boyce或Yeoh本构模型较合适;邵尔硬度为65 HA的EPDM橡胶,采用Mooeny-Rivlin本构模型较合适。     

基于Bodner-Partom模型的水泥乳化沥青混合料黏弹塑压实特性

为揭示水泥乳化沥青混合料压实过程中的黏弹塑性变形特性及其变形机理,结合现场路面压路机的施工工艺参数,采用万能试验机压缩试验模拟该混合料的压实过程。针对试验循环荷载力学响应曲线变形特征,引入有效平均应力构建混合料压实变形的Bodner-Partom本构模型。通过对应变-时间的非线性拟合识别出该混合料的B-P模型参数值,进而揭示压实过程中混合料的黏弹塑性动态流变特性及变形机理。试验结果表明：压缩试验可充分反映混合料压实过程中的力学响应变形特性;随着循环荷载次数的增加,混合料塑性和黏塑性变形减小而弹性和黏弹性变形增大。据混合料复压阶段的黏塑性变形规律导出试样空隙率的计算式,进而获得有效平均应力随试样空隙率的变化规律。B-P本构模型分析结果表明：黏性参数η随荷载作用次数的增加而逐渐增大,说明混合料在压实过程中黏性增强;应变率敏感系数n₁基本保持不变,表明压实过程中混合料温度相对稳定;参数值Z,D₀随荷载作用次数的增加分别呈递增、递减的规律,前者显示随着混合料被进一步压实其非弹性变形抵抗力增大,进而导致塑性和黏塑性应变逐渐减小,后者显示塑性应变率减小,表明单次循环荷载下塑性变形占总变形量的比例逐渐减小。B-P模型参数值可准确表征水泥乳化沥青混合料与时间和荷载相关的黏弹塑性流变特性,重构后的B-P本构模型可有效揭示混合料压实过程中的黏弹塑性变形机理,可为深入研究其压实流变性能和路面压实工艺奠定基础。     

1Cr18Ni9Ti钢的抗冲击性能实验研究

材料本构关系的准确程度对结构数值仿真分析的结果影响很大。对于受冲击载荷的金属结构,材料特性还与应变率关系密切。通过分别采用Hopkinson压杆实验系统与WDW3050微控电子万能试验机进行了1Cr18Ni9Ti钢的动态与静态性能测试,得到了本构方程的表达式,为后续的结构抗冲击仿真分析提供了较为准确的数据。     

受侧向冲击的混凝土墩柱本构模型对比

采用ANSYS建模和LS-DYNA显式动力分析的方式,分别使用HJC、脆性损伤、盖帽和混凝土损伤等4种混凝土本构模型,对钢筋混凝土墩柱的侧向冲击过程进行仿真。从系统能量的角度验证数值计算的正确性;并将冲击过程中的冲击物块加速度和钢筋应变的历时值与试验值进行对比,进一步证实仿真计算的正确性。从各本构模型的计算结果、模拟所耗费的计算时间以及所需的参数数量等方面进行对比。     

DP盖帽混凝土本构模型二次开发及边坡加固工程应用

基于有限元计算软件的二次开发技术,提出一种新型的DP盖帽混凝土本构模型,并结合某边坡置换洞加固工程实例,建立其边坡潜在滑块三维有限元模型,分别采用DP模型与DP盖帽模型分析置换洞的弹塑性破坏程度,对比分析评价其加固效应。研究发现:新开发的DP盖帽模型可成功应用于软件计算中;采用DP模型计算所得安全系数约1.45,采用DP盖帽模型计算所得安全系数约1.41,说明在置换洞加固后存在部分双轴压坏和少量三轴压坏情况,且证明DP盖帽模型能够比DP模型更为精准地考虑混凝土破坏情况,可以为类似工程提供参考依据。     

提速车辆转向架橡胶球铰刚度分析

根据提速客车转向架橡胶球铰的结构特点，结合橡胶的本构模型及相关系数，利用ABAQUS软件对其径向刚度、轴向刚度、偏转刚度和扭转刚度进行了分析，并将计算结果和试验结果进行了比较。结果表明：计算结果和试验结果具有较好的一致性，利用有限元分析能指导橡胶球铰及同类产品的结构设计。     

强腐作用下钢板组合梁栓钉退化机理的研究与有限元分析

用浓度为36％的工业盐酸对30根钢板组合梁栓钉进行腐蚀,腐蚀时间分别为0h、0.5h、1h、2h、4h、8h、12h、24 h、48 h和72 h,对腐蚀后栓钉进行拉伸试验,研究强腐蚀对栓钉力学性能的影响,分析不同腐蚀时间的栓钉各项力学性能的退化规律.试验结果表明:强腐蚀对栓钉的各项力学性能有着显著影响;腐蚀时间为0h...     

基于广义自洽理论的岩石统计损伤模型研究

为考虑岩石内微裂纹间相互作用对岩石损伤的影响,基于广义自洽理论研究岩石材料的损伤效应,建立了反映荷载作用下的岩石微裂纹发展变化损伤本构模型;采用概率统计理论,对岩石损伤模型中微裂纹密度演变过程进行探讨;以模式分层优化算法反分析确定模型参数,并结合工程实例对岩石微裂纹统计损伤模型及参数确定方法进行了验证。研究结果表明,基于广义自洽理论的岩石微裂纹统计损伤本构模型能够反应岩石内微裂纹间的相互影响的工程实际,模式分层优化算法确定的模型参数真实可信,在工程应用中具有一定适用价值。     

超弹性镍钛形状记忆合金循环变形行为的研究进展

首先对近20年来在超弹性镍钛形状记忆合金循环变形行为研究方面的最新进展进行了简要的综述和评价,总结了超弹性镍钛形状记忆合金在应变控制和应力控制循环加载下的单轴循环变形特征,重点阐述了该合金在单轴循环变形过程中一些重要力学性能参数的变化规律、残余变形的发展和相变棘轮行为特征;然后,结合循环变形实验研究成果,在宏观唯象模型的框架下,介绍了近年来建立的3种典型的、超弹性镍钛形状记忆合金的循环本构模型,并评述了3种模型的预言能力;最后,讨论了已有研究在超弹性镍钛形状记忆合金热-机械耦合、非比例多轴循环变形行为以及循环变形微观机理研究方面存在的不足,并为相关问题的进一步研究提出了一些建议.     

地铁车站单双层过河段沉降计算分析

探讨地铁车站单双层地铁站过河段沉降差,采用土的Coulomb-Mohr破坏与屈服准则建立模拟施工过程(包括土体自重变形、开挖、回填等)的三维有限元力学模型,得到施工过程引起的周围岩土应力变化、沉降变形以及地铁单双层过河段的沉降差值.单双层车站最大沉降控制在3 cm以内,最大沉降差控制在1 cm以内,能够满足设计要求.对二维计算结果进行校核,车站单双层的底板、顶板、侧板与中柱在施工过程中各个工况均满足设计要求.