摘要：考察材料塑性损伤理论在风力机塔筒屈曲分析中的应用,利用有限元软件ABAQUS将塑性损伤引入塔筒模型弹塑性稳定性分析中。通过固有应变法在塔筒模型中引入焊缝,采用模态缺陷法确定几何初始缺陷的分布形式。利用非线性弧长法对塔筒屈曲过程进行数值模拟,得到失稳前后壳体变形情况,并利用材料塑性损伤理论对损伤部位及其发展程度进行了预测。分析结果表明;焊缝对塔筒局部损伤影响明显,焊缝的存在改变了结构的屈曲破坏模式与损伤部位,材料塑性损伤理论可以为预测塔筒结构的薄弱部位、抗风评估及优化设计提供参考。

摘要：ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型用于模拟低围压情况下反复荷载作用时的混凝土力学行为,引入损伤因子,描述反复荷载作用下混凝土刚度的变化。主要介绍该模型的理论,同时结合《混凝土结构设计规范》中建议的混凝土单轴本构关系,给出各参数的确定方法。

摘要：为探究LZ50车轴钢的高温拉伸变形行为及塑性损伤形成机理,设计了不同的拉伸试件,在900~1100℃/0.1~10.0 s^(-1)的变形条件下进行了一系列高温拉伸试验,获得了LZ50车轴钢高温拉伸真应力-真应变数据,观察了拉断试件的损伤形貌。结果表明,LZ50车轴钢高温拉伸的峰值应力表现出对应变速率和应力三轴度的正敏感性以及对温度的负敏感性。应变速率为0.1和1.0 s^(-1)时,断裂应变随温度的升高先增大后降低,应变速率为10.0 s^(-1)时,断裂应变随温度的增加持续增加。应力三轴度增加44%时,断裂应变均值从0.3353降至0.1522,降幅达54.59%。LZ50车轴钢高温拉伸塑性损伤表现为夹杂损伤和晶界损伤两种,考虑夹杂损伤的位置,塑性损伤又可分为晶内夹杂损伤、晶界夹杂损伤和混合损伤。高温拉伸断口分为韧窝型断口和脆性解理型断口,其中RB6-1000℃-0.1 s^(-1)试样为脆性解理断裂。轧制LZ50车轴钢最佳的工艺参数为:RB6-1000℃-1.0 s^(-1),为避免损伤的影响,应降低材料各处的应力三轴度值。

摘要：汽轮机金属膨胀节在制造、安装和运行阶段常发生塑性变形,影响其服役工况下达到设计膨胀补偿量和安全运行性能的要求。目前,核电厂关键设备主要设计参考规范(RCC-M、ASME规范第Ⅲ和ⅩⅢ卷等)正逐步发展为基于弹塑性理论的分析方法。针对某核电厂汽轮机膨胀节发生的塑性变形损伤,基于ASME规范和有限元软件ANSYS进行了膨胀节塑性变形损伤后结构力学性能分析,包含基于材料真实应力-应变数据的不同工况组合下塑性损伤分析及结构塑性损伤后疲劳寿命的校核。

摘要：基于混合位错超声非线性模型,使用有限元法模拟了非线性超声纵波在35CrMoA钢中的传播过程,并开展了实验验证。结果表明,超声非线性系数与塑性变形具有显著的相关性。金属材料塑性变形引起的超声非线性响应主要来自于位错,文中使用的有限元模型可以较好地模拟不同塑性变形下35CrMoA钢的超声非线性响应。在塑性变形的早期阶段,超声非线性系数模拟结果低于实验结果,其原因可能是在塑性变形初期,在位错密度较高的区域出现位错缠结,阻碍了位错运动,从而降低了位错超声非线性响应。在塑性变形后期,位错密度增加,位错之间相互堆积,形成位错胞和位错墙,而位错胞和位错墙引发的超声非线性响应高于平面位错。因此,在塑性变形后期超声非线性系数计算结果低于实验结果。

摘要：根据混凝土结构设计规范中的混凝土本构模型,利用能量等效假设,引入损伤指标,由损伤演化参数公式直接计算得到塑性损伤模型所需的数据序列。通过对PBL剪力连接键推出试件循环加载过程中混凝土榫损伤的数值模拟,探讨了基于Abaqus塑性损伤模型的非线性有限元建模分析方法、技巧以及重启动分析方法。结果表明:随着损伤累积,混凝土榫刚度逐渐退化;塑性损伤模型能较为真实地模拟出混凝土的损伤场分布规律和工作状态,说明该模拟方法是有效的。

摘要：现行相关规范采用的立方体劈裂抗拉强度计算公式未考虑试件形状和加载条件的影响。分别建立立方体试件劈裂抗拉试验的三维弹性模型和考虑材料塑性损伤属性的数值模型,模拟研究了立方体试件的应力状态,结合Griffith强度准则分析了木质垫条宽度和材料弹塑性的影响。结果表明,随着垫条宽度的增大,试件劈裂面上的等效应力最大值逐渐减小,起裂点的位置逐渐向试件端面中心移动。考虑材料的塑性损伤属性后,试件的初始起裂点位置与材料强度无关,且皆不位于试件端面中心。由于试件初始起裂点对应的竖向荷载并不是试件破坏时的峰值荷载,所以采用基于三维弹性数值模拟结果确定试件劈裂抗拉强度是不准确的,而采用规范公式计算出的劈裂抗拉强度值则偏小。建议垫条宽度宜在25mm左右。

摘要：针对冻融循环下饱和岩石,提出冻融损伤与岩石基质受载塑性损伤耦合的损伤变量计算方法。之后基于修正Drucker-Prager帽盖屈服准则,推导出考虑岩石基质塑性损伤演化的本构模型,而后考虑冻融对岩石力学性能的劣化作用,建立了冻融循环下考虑塑性损伤演化的饱和岩石本构模型。最后采用冻融循环下花岗岩单轴压缩实验结果对所提模型进行了验证。结果表明:(1)冻融循环会造成岩石的初始损伤,且初始损伤随冻融循环次数的增大而增大;(2)岩石基质受载损伤与冻融损伤两者耦合,会增大试件的损伤程度,进而加速岩石力学参数的劣化;(3)模型预测岩石单轴抗压强度随冻融循环次数的增大而降低,理论值与实验值吻合良好,证明了该模型的有效性。

摘要：赞比亚下凯富峡水电站上游调压井位于山梁处,混凝土结构裂缝直接影响结构安全。基于塑性损伤理论,建立钢筋混凝土非线性模型,采用植入式杆单元模拟钢筋力学效应,并用简支梁构件试验结果和公式解验证了数值计算结果的合理性。应用此模型计算分析了内水压力作用下的调压井混凝土结构应力应变分布规律及裂缝开展过程和分布特征。研究结果表明,高内水压力作用下的调压井混凝土结构仅局部区域截面被裂缝贯穿,钢筋最大拉应力小于钢筋屈服强度的50%,裂缝宽度小于允许值0.3 mm;检修闸门槽直角处的斜向钢筋可以有效压制裂缝开展。调压井混凝土结构稳定满足要求,研究成果可为工程设计提供指导。

摘要：该文对大型非线性有限元分析软件ABAQUS中的混凝土塑性损伤模型进行了详细的介绍。着重讨论了混凝土塑性损伤模型的基本理论和损伤因子基于《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)[4]附录C应力-应变曲线的计算方法。同时也对ABAQUS中塑性损伤材料模型的滞回规则、屈服准则和流动法则作了简要介绍。