考虑混合强化准则的gtn损伤模型

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1、抛京交万方数据硕士学位论文考虑混合强化准则的GTN损伤模型TheGTNDamageModelwithCombinedHardeningRule作者：刘文涛导师：邢估慧北京交通大学2014年6月万方数据学位论文版权使用授权书f嗍聊本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者虢参j妾甫签字日期：∽仰年7月f日导师签名：毒睁致签字日

2、期：PⅣ年7月／日万方数据中图分类号：TU511．3UDC：624学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文考虑混合强化准则的GTN损伤模型TheGTNDamageModelwithCombinedHardeningRule作者姓名：刘文涛导师姓名：邢估慧学位类别：硕士学号：11121181职称：副教授学位级别：硕士学科专业：结构工程研究方向：钢结构北京交通大学2014年6月万方数据致谢本论文的工作是在我的导师邢佶慧副教授的悉心指导下完成的，邢估慧副教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，让我受益匪浅。另外，在生活上，邢老师也给予了我很多关怀和照顾，帮助我排忧

3、解难。在此衷心感谢三年来邢老师对我的关心和指导。石志飞教授、兑关锁教授、杨娜教授、王晓峰副教授、陈爱国副教授以及Needleman教授、清华大学的庄茁教授和柳占立老师等都给我的论文都提出了许多宝贵的意见，在此一并表示衷心的感谢。在试验室工作及撰写论文期间，史一剑、张沛、吴超、郭长岚、马瑞珍、李超辉、苏超等同学对我的论文给予了很大帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。感谢Muhlich和Mario在GTN模型领域的研究成果，为我论文中GTN模型的数值实现过程提供了重要理论参考。此外，感谢国家自然科学基金面上项目“基于GTN损伤理

4、论的圆钢管构件复杂受力状态滞回特性”(51278036)的资助，为论文的研究工作提供经费支持。万方数据中文摘要摘要：GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)损伤模型能从细观层面形象地模拟钢材韧性破坏过程。然而，该模型是基于理想弹塑性模型提出的，无法描述钢材在低周往复荷载作用下的包辛格效应。本文参考前人研究成果，在经典GTN损伤模型理论中加入等向强化准则和随动强化准则，通过编制ABAQUS有限元软件的UMAT子程序，在ABAQUS软件中实现了考虑混合强化准则的GTN损伤模型。利用低周往复加载下的单胞模型、体胞模型和文献算例测试，验证了所编UMAT子程序的有效性。单胞模型

5、测试从概念上论证了所编UMAT子程序不仅能够定性模拟钢材韧性破坏过程，亦能反映钢材屈服后再加载过程中屈服面的膨胀与移动；体胞模型测试验证了所编GTN模型UMAT子程序中孔洞体积分数演化趋势正确。文献算例测试则表明所编UMAT子程序计算量值正确，可用于实际问题。应用所编UMAT子程序模拟多种建筑钢材制成的光滑和缺口试件低周往复加载试验，研究了加载过程中GTN模型孔洞体积分数厂的演化规律，比较了不同网格尺寸和损伤参数对缺口试件始裂点的影响。相比ABAQUS软件Combined模块，所编UMAT子程序能够反映钢材因微孔洞引起的损伤累积，实现缺口试件的始裂预测，但将单向拉伸材性试验识别的GTN模型

6、损伤参数及低周往复加载试验识别的混合强化参数直接组合应用时，预测结果与试验数据相差较大。孔洞体积分数．厂在低周往复加载初期呈阶梯状上升，但当基体累积等效塑性应变达到一定值后，孔洞形核部分不再增长，．厂随孔洞长大部分波动变化，并增大至材料最终破坏时的孔洞体积分数厶，缺口试件形成裂缝。网格尺寸减小，试件的始裂点提前出现，但当网格细化到一定程度时，可以忽略其对始裂点的影响。相对于初始孔洞体积分数五，形核孔洞体积分数厶、材料最终破坏时的孔洞体积分数厶对缺口试件始裂点的影响较为明显，增大厶会延缓始裂点的出现，增大厶会加速始裂点的出现。关键词：混合强化；UMAT子程序；低周往复加载；试验数据；始裂预测

7、分类号：TU511．3万方数据ABSTRACTABSTRACT：GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)damagemodelcansimulatevisuallytheprocessofsteelductilefailureatamicroscopiclevel．However,themodeldescribedaperfectplasticbehaviorwhenproposedandcould