当前位置:主页 > 科技论文 > 铸造论文 >

模拟金属与合金多轴疲劳破坏的统一直接途径

发布时间:2018-10-26 08:31
【摘要】:本文提出一个适用于多轴有限变形非线性联合硬化的新弹塑性模型,用来模拟金属和合金的多轴热耦合疲劳失效.新模型与先前模型相比,有如下几个创新点:(i)对比于经典弹塑性模型,所提出新模型结构简单并且在下述意义上完全自由且是光滑的:该模型无需引入为表征塑性行为须强加的屈服条件以及加载卸载条件,而是自动包含这些塑性特征作为模型的固有本构特征,此外,该模型给出连续弹塑性切模量,避免了通常模型所涉及的模量强间断问题;(ii)新模型可自动表征金属和合金的多轴热耦合疲劳失效,无需涉及任何假定的损伤状变量以及任何特设的失效判据;(iii)可以自动模拟金属和合金的高周、低周疲劳直至最终失效破坏行为;(iv)新模型符合热力学一致性条件,进一步意义上,比熵函数和Helmholtz自由能函数可以显式表达,如此,Clausius-Duhem不等式所规定的热力学限制可以自动满足.以下三个方面的新结果可从模型预测直接得到.即,(i)热耦合疲劳破坏的复杂特征可以通过所引进硬化函数的简单渐近性质自动表征;(ii)可以导出临界破坏状态的统一判据;(iii)特别是,可以经由建立统一直接步骤确定在循环以及非循环热力耦合多轴变形情形下的疲劳寿命.针对各种典型的疲劳破坏问题给出的一系列数值算例表明,模型预言一致地符合相关实验数据.
[Abstract]:In this paper, a new elastoplastic model for nonlinear combined hardening of multiaxial finite deformation is proposed, which is used to simulate the multiaxial thermal coupled fatigue failure of metals and alloys. Compared with the previous model, the new model has the following innovations: (i) is compared to the classical elastoplastic model. The proposed new model is simple in structure and completely free and smooth in the sense that it does not require the introduction of yield conditions imposed to characterize plastic behavior and loading and unloading conditions. These plastic characteristics are automatically included as the inherent constitutive characteristics of the model. In addition, the model gives the continuous elastic-plastic shear modulus, which avoids the problem of strong discontinuity of the modulus involved in the usual model. The new (ii) model can automatically characterize the multiaxial thermally coupled fatigue failure of metals and alloys without any assumed damage variables and any special failure criteria. (iii) can automatically simulate the high cycle, low cycle fatigue and ultimate failure behavior of metals and alloys. The new (iv) model conforms to the thermodynamic consistency condition. Furthermore, the specific entropy function and the Helmholtz free energy function can be expressed explicitly. Thus, the thermodynamic limits stipulated by the Clausius-Duhem inequality can be satisfied automatically. The following three new results can be obtained directly from the model prediction. That is, the complex characteristics of, (i) thermal coupled fatigue failure can be automatically characterized by introducing a simple asymptotic property of hardening function, and the unified criterion of critical failure state can be derived by; (ii). (iii) in particular can determine fatigue life under cyclic and non-cyclic coupled multiaxial deformation by establishing a unified direct step. A series of numerical examples for various typical fatigue failure problems show that the prediction of the model is consistent with the experimental data.
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG111

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵学静;现实世界中的疲劳失效[J];机械工程材料;1980年04期

2 钱宏义,韩方煜;基于热耦合的分隔塔装置的研究进展[J];化工装备技术;2004年06期

3 金寿;蒋慰孙;张堤;;热耦合精锱系统控制方案的研究及应用[J];河北机电学院学报;1987年01期

4 安维中;袁希钢;;基于随机优化的热耦合复杂精馏系统的综合(Ⅰ) 模型化方法[J];化工学报;2006年07期

5 安维中;袁希钢;;基于随机优化的热耦合复杂精馏系统的综合(Ⅱ) 计算举例与分析[J];化工学报;2006年07期

6 常亮;刘兴高;;内部热耦合空分塔的节能优化分析[J];化工学报;2012年09期

7 汪仁和;李栋伟;;人工多圈管冻结水热耦合数值模拟研究[J];岩石力学与工程学报;2007年02期

8 张吕鸿;刘建宾;李鑫钢;姜斌;李洪;;一种改进的差压热耦合精馏流程[J];石油学报(石油加工);2013年02期

9 李洪;李鑫钢;罗铭芳;;差压热耦合蒸馏节能技术[J];化工进展;2008年07期

10 王成裕;刘兴高;周叶翔;;基于一般模型控制的高纯内部热耦合精馏策略[J];化工学报;2008年07期

相关会议论文 前4条

1 闫正兵;刘兴高;吴俊;;内部热耦合空分塔的非平衡级建模[A];PCC2009—第20届中国过程控制会议论文集[C];2009年

2 蒋哲;韩学山;王孟夏;;电热耦合动态潮流研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(上册)[C];2008年

3 夏正中;郑求兴;;粘弹塑性模型计算参数的确定[A];岩土力学数值方法的工程应用——第二届全国岩石力学数值计算与模型实验学术研讨会论文集[C];1990年

4 张坤勇;殷宗泽;梅国雄;;土体各向异性弹塑性模型及其改进[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年

相关博士学位论文 前8条

1 王兆玲;模拟金属与合金多轴疲劳破坏的统一直接途径[D];上海大学;2017年

2 周银;TC11合金人造摩擦层的演变、作用及磨损机理研究[D];江苏大学;2017年

3 罗甸;M50钢强流脉冲电子束辐照Ta和Cr合金化层组织与性能[D];哈尔滨工业大学;2017年

4 宋婷;哈斯勒型Mn_2RuZ(Z=Si,Ge,Sn)合金的结构相变及其高压物性的模拟研究[D];兰州理工大学;2017年

5 李雪梅;电—热耦合作用下Cu/SnAgCu/Cu微焊点界面扩散及电迁移规律研究[D];哈尔滨理工大学;2014年

6 李海波;冷却透平气热耦合通流方法研究[D];清华大学;2016年

7 谢帮华;动力荷载下基于非局部粘弹塑性模型的边坡稳定分析[D];南昌大学;2015年

8 闫正兵;内部热耦合空分塔的建模与优化研究[D];浙江大学;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 王耀彬;Mg-Zn-Y-Zr合金搅拌摩擦加工组织演变机理及强韧化研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

2 霍佳磊;铝—空气电池用铝合金负极的合金化研究[D];天津大学;2016年

3 王姝俨;Zr-2.5Nb合金热处理与脉冲激光改性组织的EBSD研究[D];重庆理工大学;2017年

4 师晓敏;纤锌矿ZnO_(1-x)X_x(X=S,Se,Te)合金的电子结构和光学性质及In掺杂ZnO的第一性原理研究[D];内蒙古师范大学;2017年

5 马汉林;平面梁力热耦合弹性问题的解析解研究[D];宁夏大学;2015年

6 戚玉;基于间壁塔严格模型的板间热耦合研究[D];北京化工大学;2015年

7 李亚娴;肥热耦合条件下土壤硝态氮累积及预测模型研究[D];太原理工大学;2016年

8 阎锡东;岩石冻融损伤及水热耦合模型研究[D];中国地质大学(北京);2016年

9 王洪艳;PCB板级电热耦合的分析与优化[D];内蒙古大学;2016年

10 张彩星;吸放热耦合情况下分解反应热效应的解耦方法研究[D];南京理工大学;2016年



本文编号:2295152

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2295152.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户3986b***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com