非均质复合材料的静动态力学性能研究.pdf

《非均质复合材料的静动态力学性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、中国科学技术大学博士学位论又万方数据非均质复合材料的静动态力学性能研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：李平工程力学李永池教授二O一四年六月万方数据lIIIIIIIIIIIIIIIIlY2698082UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationfordoctor’SdegreeStudyonthestatic·-dynamicmechanicalpropertiesofheterOgeneOUScompositematerialsAuthor’SName：Speciality：一Supervisor：Finishedtime：

2、LiPingEngineeringMechanicsProf．LiYongchiJun，2014万方数据中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：一—查王签字日期：盈笙么j中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和

3、借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口公开口保密(——年)作者签名：查翌签字日期：型笠：』!三导师签名：签字日期：塑!业：墨：≥万方数据摘要混凝土是国民经济和国防建设中使用最为广泛的工程建筑材料，钢筋混凝土结构是所有防御工事的结构形式，以抗爆、抗侵彻为背景，研究混凝土材料在冲击载荷作用下的力学性能，有着重要的学术意义以及广泛而直接的应用价值。本文以实验研究，理论分析和数值模拟相结合对混凝土材料性能进行了系统的深入研究，并取得了如下标志性成果：1)在

4、国内首次针对C40素混凝土的动静态力学性能开展了全面而系统的实验研究和理论研究，对C40素混凝土材料在冲击荷载下显著的应变率效应、压力相关屈服效应、损伤演化特性和体积压缩特性等，给出了科学的描述，建立了C40素混凝土含损伤压力相关、应变率相关的动态本构关系和相应的状态方程，并确定了相关的材料参数。所建立的分段式屈服准则比Mohr．coulomb准则更加严谨和有普适性，同时所建的指数型屈服准则不像在Ls—dyna软件中所采用的m．2准则那样，需要人为假设“完整材料”和“压碎材料”两个屈服面，而是通过损伤量D的演化，比较自然地刻画了材料从完整到破碎的整个过程，因此所建立的新屈服准则在力学上更加科

5、学严谨，而且涉及材料参数较少并易于确定。所提出的折线型状态方程便于工程分析应用，而所提出的多项式状态方程则便于数值计算应用2)以细观损伤力学“等效微孔洞体系”、“等效微裂纹体系”、“有核长大”的思想以及能量耗散原理为基础，对C40混凝土的压剪耦合型和拉伸型损伤给出了科学的细观统计描述，并以实验和理论相结合的方法建立了材料的压剪耦合型损伤演化方程和拉伸型损伤演化方程，确定了其中的材料参数，所涉材料参数较少且物理意义明确，演化方程形式简洁便于应用，将C40素混凝土材料的损伤明确区分为压剪耦合型损伤和拉伸型损伤并分别给出其损伤演化方程，比起国内外当前广泛采用的一些损伤描述和损伤演化方程说来是重要进

6、展，具有创新意义。以应力空间中的屈服函数和修正的Dmcker公设为基础，从本构理论中的内变量理论出发，建立了新的增量型本构关系和计算流程，所建立的本构关系同时适用于硬化材料、理想塑性材料和软化材料，而且很便于动态问题特别是高速冲击问题的应用，通过对所建立的增量本构关系的讨论指出了：只有屈服准则与压力完全无关的材料其体积变形才是完全弹性的，从而压力和偏应力的计算才可以完全解耦，这就是所谓的“压剪解耦”的“流体弹塑性模型”：而对万方数据摘要压力影响屈服的压剪耦合屈服准则，例如混凝土类材料，其塑性体积变形总是存在的，因而压力和偏应力的计算必是完全耦合的，“流体弹塑性模型”不再适用提出了“广义半径回

7、归法”的本构算法和严格增量本构算法，并将其应用于混凝土材料本构计算，给出了具体的计算流程。所提出的“广义半径回归法”，既指出了其适用条件，也给出了对其适用性的严格证明，这在理论上和工程应用上都有创新意义；所提出的严格增量本构算法，严格以增量本构理论为基础，所提出的算法和公式是全新的，简洁实用，有理论和应用价值。以C40混凝土含损伤动态本构的研究结果为基础，结合C50混凝土的部分实验结果，并参考国内外有关实验数