Lemaitre等向硬化弹塑性损伤耦合本构模型积分算法及程序实现
本文选题:Lemaitre弹塑性损伤耦合模型 + 弹塑性有限元 ; 参考:《工程力学》2015年02期
【摘要】:涉及复杂材料弹塑性损伤问题数值计算研究时,不仅需要选择恰当预测损伤和破坏的本构模型,还需要有效和稳健的本构积分算法。首先,阐述了在热力学和连续介质力学框架下建立弹塑性损伤本构模型的基本步骤;其次,基于Lemaitre等向硬化弹塑性损伤耦合本构模型、相应的本构积分算法-完全隐式返回映射算法(Fully Return Mapping Algorithm)和一致切线模量,采用C++语言在Visual 6.0环境下编制有限元本构求解程序,在塑性损伤修正步中求解返回映射方程时,选取一种简单的形式,只需迭代求解一个标量非线性方程,计算效率较高。最后,通过缺口圆棒数值算例初步验证了程序的正确性,并编制接口程序对计算结果进行可视化。研究结果表明积分算法的有效性及程序的正确性,Lemaitre等向硬化弹塑性损伤耦合本构模型能够较好地模拟韧性材料的破坏发展过程,可以求解类似的有限元边界值问题,为考虑损伤特性的韧性材料结构研究和设计奠定基础。
[Abstract]:In the numerical calculation of elastoplastic damage of complex materials, it is necessary not only to select a proper constitutive model to predict damage and failure, but also to use an effective and robust constitutive integral algorithm. Firstly, the basic steps of establishing the elastoplastic damage constitutive model under the framework of thermodynamics and continuum mechanics are described. Secondly, based on the Lemaitre isotropic hardening elastoplastic damage coupled constitutive model, The corresponding constitutive integral algorithm-Fully return Mapping Algorithm and uniform tangent modulus are used to compile the finite element constitutive solution program in Visual 6.0, and to solve the return mapping equation in the plastic damage correction step. A simple form is chosen to solve a scalar nonlinear equation iteratively and the computational efficiency is high. Finally, the correctness of the program is preliminarily verified by a numerical example of notched circular bar, and an interface program is developed to visualize the calculation results. The results show that the integral method is effective and the program is correct. The Lemaitre isotropic elastic-plastic damage coupled constitutive model can well simulate the failure development process of ductile materials, and can solve similar finite element boundary value problems. It lays a foundation for the structural research and design of ductile materials considering damage characteristics.
【作者单位】: 大连海事大学道路与桥梁工程研究所;
【基金】:国家自然科学基金项目(51079010) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2013YB03) 大连市交通科技项目(2011-10) 吉林省交通厅交通运输科技项目(2012-1-6)
【分类号】:TU502
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 杨强;冷旷代;张小寒;刘耀儒;;Drucker-Prager弹塑性本构关系积分:考虑非关联流动与各向同性硬化[J];工程力学;2012年08期
2 王军祥;姜谙男;;完全隐式返回映射算法对岩土地基问题的求解[J];工程力学;2013年08期
3 李杰,吴建营;混凝土弹塑性损伤本构模型研究 Ⅰ:基本公式[J];土木工程学报;2005年09期
【共引文献】
相关期刊论文 前10条
1 刘磊;张运坤;荣辉;;损伤力学理论在混凝土结构中的应用技术进展[J];材料导报;2011年09期
2 林皋;刘军;胡志强;;混凝土损伤类本构关系研究现状与进展[J];大连理工大学学报;2010年06期
3 吴建营;李杰;;反映阻尼影响的混凝土弹塑性损伤本构模型[J];工程力学;2006年11期
4 李正;李忠献;;一种修正的混凝土弹性损伤本构模型及其应用[J];工程力学;2011年08期
5 陈有亮;邵伟;周有成;;水饱和混凝土单轴压缩弹塑性损伤本构模型[J];工程力学;2011年11期
6 张研;邵建富;;水泥基材料在宽围压范围的本构模型[J];固体力学学报;2011年03期
7 王斌;郑山锁;李磊;;基于损伤理论的型钢与混凝土界面损伤分析[J];工业建筑;2010年04期
8 樊长林;史志强;;基于地震塑性损伤的混凝土框架结构分析模型研究[J];工业建筑;2012年10期
9 Rui He;Shuan-fa Chen;Pei-liang Cong;Shao-hua Ji;;Damage evolution model of strain hardening cementitious composites under the uniaxial stress state[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2013年02期
10 齐虎;李云贵;吕西林;;基于能量的弹塑性损伤实用本构模型[J];工程力学;2013年05期
相关会议论文 前1条
1 郑全平;周早生;张拥兵;孙桂娟;牛小玲;;分段双帽盖低抗拉混凝土本构模型[A];第六届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2010年
相关博士学位论文 前10条
1 张骥;混凝土塑性—损伤本构模型研究[D];华中科技大学;2010年
2 李正;复杂受力条件下混凝土损伤本构模型及钢筋混凝土桥梁地震损伤分析[D];天津大学;2011年
3 王钧利;高墩大跨径连续刚构弯桥全过程稳定性分析[D];长安大学;2006年
4 曹杨;钢筋混凝土短肢剪力墙结构非线性损伤分析[D];同济大学;2007年
5 周利;含物理缺陷薄壁钢构件的稳定性理论与应用[D];西安建筑科技大学;2007年
6 王怀亮;复杂应力状态下大骨料混凝土力学特性的试验研究和分析[D];大连理工大学;2007年
7 李奎明;钢筋混凝土短肢剪力墙结构试验研究与非线性随机演化分析[D];同济大学;2007年
8 赵永强;污染对水泥土影响的力学试验及其损伤本构模型研究[D];太原理工大学;2008年
9 熊耀清;密肋复合墙体损伤演化规律及损伤模型研究[D];北京交通大学;2008年
10 李红云;引气天然浮石轻骨料混凝土性能的试验研究[D];内蒙古农业大学;2009年
相关硕士学位论文 前10条
1 代兵权;改性聚丙烯纤维混凝土耐久性能试验研究[D];郑州大学;2010年
2 毛晓光;双排式—小直径钻孔抗滑桩桩土相互作用机理研究与应用[D];重庆交通大学;2011年
3 安占义;混凝土单轴受压统一随机损伤本构关系研究[D];西安建筑科技大学;2011年
4 范宇;基于分形理论的混凝土统计损伤本构模型研究[D];西安建筑科技大学;2011年
5 张媛媛;聚丙烯纤维混凝土受拉损伤模型研究[D];西北农林科技大学;2011年
6 罗江锋;除险加固土石坝的渗流场和应力场耦合分析研究[D];南昌大学;2011年
7 牟儒;低弹模混凝土在大坝防渗墙中的应用[D];浙江大学;2011年
8 李强;混凝土受压损伤本构模型研究[D];重庆大学;2006年
9 许莹莹;土石坝地基混凝土防渗墙应力变形数值模拟研究[D];河海大学;2007年
10 杨宗奇;问题PHC桩工程特性研究[D];浙江大学;2008年
【二级参考文献】
相关期刊论文 前5条
1 杨强,杨晓君,陈新;基于D-P准则的理想弹塑性本构关系积分研究[J];工程力学;2005年04期
2 王R壮,
本文编号:2086191
本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/chengjian/2086191.html