一直以來,經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)理論被廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域,但是人們逐漸認(rèn)識到某些材料如混凝土、巖石、陶瓷等,在宏觀層面會有比較明顯的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。其他材料如金屬材料,當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸為微米及以下數(shù)量級時(shí),材料也會表現(xiàn)出較強(qiáng)的尺寸效應(yīng),而經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)理論卻不能很好地解釋材料在不同尺寸下表現(xiàn)出來的尺寸效應(yīng)現(xiàn)象。Cosserat連續(xù)介質(zhì)理論與經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)理論不同,是一種更加廣義的連續(xù)介質(zhì)理論,它是把物體看作是由連續(xù)分布并有一定尺寸的微極顆粒組成,在本構(gòu)方程中引入了材料內(nèi)稟尺寸,建立了宏觀尺度和微細(xì)觀尺度之間的聯(lián)系。因此,Cosserat理論無論在分析微觀尺度還是在分析宏觀尺度下的力學(xué)性能時(shí),都能夠表現(xiàn)出更加高的精度和更好的模擬結(jié)果。本文研究內(nèi)容如下:（1）系統(tǒng)地推導(dǎo)了基于Cosserat彈塑性理論的本構(gòu)方程與屈服準(zhǔn)則。在Cosserat彈性理論的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對Cosserat彈塑性理論進(jìn)行了研究,推導(dǎo)了本構(gòu)方程的表達(dá)式,Tresca、Mises、Mohr-Coulomb和Drucker-Prager四種塑性準(zhǔn)則的屈服函數(shù)表達(dá)式,給出了適用于準(zhǔn)脆性材料的最大拉應(yīng)變準(zhǔn)則,得出了基于平面Cosserat彈塑性理... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３－４簡支梁模型（單位：ｍｍ）??Ｆｉｇ．３－４?Ｓｉｍｐｌｅ?ｂｅａｍ?ｍｏｄｅｌ?（ｕｎｉｔ：?ｍｍ）??

圖３－５網(wǎng)格劃分示意圖??Ｆｉｇ．３－５?Ｍｅｓｈ?ｄｉａｇｒａｍ??（１）彈性分析結(jié)果??當(dāng)均布荷載ｇ＝ｌＮ／ｍｍ２時(shí)，模型處于彈性階段。??１）取簡支梁跨中截面１１個(gè)節(jié)點(diǎn)的Ｘ方向正應(yīng)力，將基于彈性力學(xué)的解析解、??基于經(jīng)典理論的有限元軟件ＡＢＡＱＵＳ的數(shù)值解與ＰＣＥ數(shù)值解三種結(jié)果進(jìn)行對比，??如表３－２所不：??表３－２計(jì)算結(jié)果及其偏差??Ｔａｂｌｅ?３－２Ｔｈｅ?ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ａｎｄ?ｄｅｖｉａｔｉｏｎｓ??Ｙ（ｍ）?－０．５?－０．３?－０．１?０．１?０．３?０．５??彈性力學(xué)解析解（ＭＰａ）?２７．２?１６．１２８?５．３４４?－５．３４４?－１６．１２８?－２７．２??ＡＢＡＱＵＳ?數(shù)值解（ＭＰａ）?２７．１８２?１６．１１９?５．３４１?－５．３４１?－１６．１１９?－２７．１８１??ＰＣＥ?數(shù)值解（ＭＰａ）?２７．２２９?１６．１４７?５．３５０?－５．３５０?－１６．１４７?－２７．２２９??２）取簡支梁形心軸處３１個(gè)節(jié)點(diǎn)的Ｙ方向位移，將基于經(jīng)典彈性力學(xué)的解析??解、基于經(jīng)典理論的有限元軟件ＡＢＡＵＳ數(shù)值解與ＰＣＥ數(shù)值解三種結(jié)果進(jìn)行對??

１）?Ｔｒｅｓｃａ屈服準(zhǔn)則??在Ｔｒｅｓｃａ準(zhǔn)則基礎(chǔ)上，屈服應(yīng)力取３０ＭＰａ，線性應(yīng)變強(qiáng)化參數(shù)�。埃绦颍校茫�??與ＡＢＡＱＵＳ得到的Ａ點(diǎn)的荷載－位移曲線如圖３－６所示。??１?８??１?ＰＣＥＦＥ數(shù)值解??ＡＢＡＱＵＳ數(shù)值解?一■薦》籲籲??１．６－????一?１４＿?／??１．２－?ｆ??／??齬?Ｉ??蹈－ｅ?Ｉ??柜?Ｏ＇８—?Ｊ?／??＾?＇?＇Ｉ?／??。＋６：?／??０．４－??０．２?－＼?Ｉ?ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?—１?Ｉ?１?Ｉ??０?５?１０?１５?２０?２５?３０??豎向位移（ｍ?ｍ?）??圖３－６荷載？位移曲線（Ｔｒｅｓｃａ）??Ｆｉｇ．３－６?Ｌｏａｄ－ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ?ｃｕｒｖｅ?（Ｔｒｅｓｃａ）??由圖３－６可以看出，在Ｔｒｅｓｃａ準(zhǔn)則基礎(chǔ)上，程序ＰＣＥ與ＡＢＡＱＵＳ得到的荷載??？位移曲線基本一致，驗(yàn)證了程序結(jié)果的正確性。??２）?Ｍｉｓｅｓ屈服準(zhǔn)則??在Ｍｉｓｅｓ準(zhǔn)則基礎(chǔ)上，屈服應(yīng)力取３０ＭＰａ，線性應(yīng)變強(qiáng)化參數(shù)取０，程序ＰＣＥ??與ＡＢＡＱＵＳ得到的Ａ點(diǎn)的荷載－位移曲線如圖３－７所示：??３６??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Matlab的有限元計(jì)算結(jié)果可視化研究[J]. 孫智中.  河南財(cái)政稅務(wù)高等專科學(xué)校學(xué)報(bào). 2017(02)
[2]基于Cosserat連續(xù)體理論的疲勞壽命概率可靠性分析[J]. 任遠(yuǎn),尹進(jìn),張成成,侯乃先,張盛,陳飆松.  計(jì)算機(jī)輔助工程. 2017(01)
[3]ANSYS有限元軟件在某古建筑受力分析中的應(yīng)用[J]. 陳李鋒.  福建建筑. 2016(03)
[4]基于Cosserat彈性桿理論的柔性線纜物理建模方法[J]. 林海立,劉檢華,唐承統(tǒng),劉佳順.  圖學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]兩種強(qiáng)度準(zhǔn)則在Cosserat擴(kuò)展模型彎曲變形中的應(yīng)用[J]. 張建成,賈金青,涂兵雄,何慧榮.  巖土力學(xué). 2016(01)
[6]基于Cosserat連續(xù)體理論的粉末高溫合金彈塑性損傷分析[J]. 張成成,楊東生,任遠(yuǎn),張盛.  應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué). 2015(08)
[7]Cosserat理論與模型的研究進(jìn)展[J]. 邵冬冬,夏曉舟.  低溫建筑技術(shù). 2014(01)
[8]孔口應(yīng)力集中問題的Cosserat連續(xù)體有限元分析[J]. 唐洪祥,管毓輝.  東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(04)
[9]混凝土長方柱抗壓強(qiáng)度及尺寸效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 李振寶,孫粉粉,郭二偉,張紅賢.  混凝土. 2013(05)
[10]基于Cosserat理論的重力壩深層抗滑穩(wěn)定分析[J]. 馬剛,常曉林,周偉,周創(chuàng)兵.  巖土力學(xué). 2012(05)

博士論文
[1]鐵路有砟道床力學(xué)特性及劣化機(jī)理研究[D]. 徐旸.北京交通大學(xué) 2016

碩士論文
[1]平面Cosserat理論有限單元法的建立及混凝土抗折強(qiáng)度尺寸效應(yīng)研究[D]. 李苗苗.北京交通大學(xué) 2017
[2]盾構(gòu)隧道管片內(nèi)力分析及有限元軟件二次開發(fā)[D]. 劉軍豪.大連理工大學(xué) 2017
[3]不同排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)型式的有限元分析與對比[D]. 洪慶儒.浙江海洋大學(xué) 2017
[4]平面Cosserat彈性體有限元法及其實(shí)現(xiàn)[D]. 盧恩赦.武漢大學(xué) 2017
[5]基于Cosserat理論的三維有限元法及其在斷裂力學(xué)中的應(yīng)用研究[D]. 馬修慶.山東大學(xué) 2016
[6]基于VTK的有限元軟件GUI界面研究[D]. 王松.重慶交通大學(xué) 2016
[7]基于Cosserat介質(zhì)理論的板巖隧道預(yù)留變形量研究[D]. 吳盡.北京交通大學(xué) 2016
[8]Cosserat理論有限元法的ABAQUS二次開發(fā)及其在斷裂力學(xué)中的應(yīng)用[D]. 楊國華.山東大學(xué) 2014
[9]三維Cosserat連續(xù)體模型及其數(shù)值應(yīng)用[D]. 胡兆龍.大連理工大學(xué) 2013
[10]建筑物遷移可視化仿真技術(shù)研究[D]. 孫澤雷.天津大學(xué) 2009



本文編號：3618768