检索结果-内蒙古大学图书馆

基于小样本机器学习构建镍基高温合金应力应变本构模型

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铸造 2023年第9期72卷 1091-1098页

作者：尹茸孙嘉言许庆彦小米人工智能实验室北京100102 清华大学材料学院先进成形制造教育部重点实验室北京100083

在镍基高温合金力学本构模型构建的过程中,使用小样本机器学习方法,结合数据增强、网络结构优化、迁移学习等方法,构建了小样本神经网络模型,降低了对实验数据量的依赖性,经过测试,模型精度高于一般BP神经网络和唯象型本构模型。

关键词：高温合金应力-应变本构模型小样本机器学习

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钢纤维地质聚合物混凝土冲击力学性能研究

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振动与冲击 2023年第3期42卷 1-11页

作者：叶建峰刘宪成颜桂云黄冠骅庄金平福建工程学院福建省土木工程新技术与信息化重点实验室福州350118

通过控制粉煤灰、矿渣用量制备基准强度分别为C50、C60和C70的普通地质聚合物混凝土试件,再掺入不同体积量(0.3%, 0.6%, 0.9%和1.2%)的钢纤维制备出钢纤维地质聚合物混凝土试件。采用霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)... 详细信息

通过控制粉煤灰、矿渣用量制备基准强度分别为C50、C60和C70的普通地质聚合物混凝土试件,再掺入不同体积量(0.3%, 0.6%, 0.9%和1.2%)的钢纤维制备出钢纤维地质聚合物混凝土试件。采用霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar, SHPB)对试件在不同冲击气压(对应不同应变率)下的抗冲击性能进行研究,探讨钢纤维掺量、应变率及混凝土基准强度对试件动态抗压强度和韧性指数的影响;采用ABAQUS软件进行数值模拟,对模拟与试验结果加以分析和验证;建立钢纤维地质聚合物混凝土动态应力-应变本构模型。结果表明:各组试件的动态抗压强度随着应变率、混凝土基准强度地提高逐渐增大,而钢纤维掺量仅对强度较低地质聚合物混凝土产生较大影响;应变率的提高使试件完整性逐渐变差,而随着钢纤维掺量与混凝土基准强度的提高,试件完整性逐渐变好,冲击耗能与韧性逐渐增加;数值分析与试验结果吻合较好,验证了结果的可靠性;钢纤维地质聚合物混凝土动态应力-应变本构模型计算结果与试验结果整体吻合较好,可用于预测冲击荷载下钢纤维地质聚合物混凝土的力学性能。

关键词：钢纤维地质聚合物混凝土动态抗压强度韧性指数有限元分析应力-应变本构模型

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压裂液高压渗滤对砂岩基质损伤演化的细观力学分析

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岩土力学 2021年第12期42卷 3238-3248页

作者：吴飞鹏范贤章徐尔斯杨涛颜丙富刘静中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油西南油气田公司页岩气研究院四川成都610056 中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院新疆克拉玛依834000

水力压裂过程中压裂液在裂缝面的高压渗滤,会引起裂缝两侧孔隙压力场变化,导致岩石力学本构特征发生改变,并进一步影响水力裂缝的动态扩展。采用基于细观断裂的宏观损伤理论,借助直线型滑移裂纹模型,推导了可考虑孔隙内饱和流体压力作... 详细信息

水力压裂过程中压裂液在裂缝面的高压渗滤,会引起裂缝两侧孔隙压力场变化,导致岩石力学本构特征发生改变,并进一步影响水力裂缝的动态扩展。采用基于细观断裂的宏观损伤理论,借助直线型滑移裂纹模型,推导了可考虑孔隙内饱和流体压力作用的细观裂纹尖端应力强度因子模型;进而建立了饱和岩石应力-应变本构模型,并与室内饱和岩石压缩试验结果进行了对比分析;并利用该本构模型,评价了孔隙压力水平对饱和岩石力学性质和损伤增渗程度的影响规律。结果表明,所建本构模型可较好地表征孔隙压力变化对岩石力学性质的影响规律;岩石基质细观裂纹内的流体压力变化对岩石弹性模量和泊松比影响较小,但会大幅减小岩石开始发生塑性损伤的应力极限,弱化岩石抗压强度,减小裂缝两侧岩石受挤压而发生塑性形变的能量损耗,提高水力压裂能量利用率。压裂过程中裂缝周围的孔隙压力高于一定门限值后,会促进细观裂纹产生非稳态快速扩展,从而促进更多裂纹发生贯通串联,形成复杂裂缝网络,且可提高水力裂缝周围岩石的渗透率。所建立饱和岩石本构模型可为水力压裂引发岩石基质损伤增透的数学模拟提供一定理论支撑。

关键词：水力压裂孔隙压力应力-应变本构模型细观裂纹

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考虑应变时效影响的Q460C高强钢力学性能试验研究

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建筑科学与工程学报 2022年第5期39卷 122-131页

作者：王燕李珂皓杨怡亭青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033 青岛理工大学山东省蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心山东青岛266033

为深入研究应变时效对Q460C高强钢基本力学性能影响,建立考虑应变时效影响Q460C高强钢应力-应变本构关系曲线,对经应变时效影响的Q460C高强钢进行了试验研究,分析了Q460C高强钢经应变时效后基本力学性能指标,采用修正Ramberg-Osgood模... 详细信息

为深入研究应变时效对Q460C高强钢基本力学性能影响,建立考虑应变时效影响Q460C高强钢应力-应变本构关系曲线,对经应变时效影响的Q460C高强钢进行了试验研究,分析了Q460C高强钢经应变时效后基本力学性能指标,采用修正Ramberg-Osgood模型对试验结果进行拟合。结果表明:Q460C钢经预应变后具有显著的应变硬化现象,屈服强度得到大幅提高,极限应变和断裂应变显著降低,屈强比接近1.0,结构发生脆性断裂的可能性增加;Q460C钢经时效后产生时效硬化现象,试件在各时效之间应力-应变曲线差别较小,经时效硬化后钢材的硬化程度低于应变硬化;采用修正的Ramberg-Osgood模型能够较为准确地拟合经预应变及时效影响后高强钢的应力-应变曲线,拟合结果与试验结果具有较好的一致性;研究内容可为相关工程应用和理论分析提供参考。

关键词： Q460C高强钢应力-应变本构模型 Ramberg-Osgood模型预应变时效

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高温下受压钢构件考虑屈曲的有限元本构模型

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力学与实践 2010年第6期32卷 27-32页

作者：杨帆钱稼茹张微敬清华大学土木工程系北京100084 北京工业大学建工学院北京100124

为计算大空间钢结构高温下的力学性能,需考虑受压钢构件屈曲.将钢构件屈曲特性反映在材料的本构模型中,进行高温下大空间钢结构有限元计算.通过研究轴心受压钢构件在不同温度下的弯曲变形,推导出考虑长细比、初始缺陷、临界力等因素的... 详细信息

为计算大空间钢结构高温下的力学性能,需考虑受压钢构件屈曲.将钢构件屈曲特性反映在材料的本构模型中,进行高温下大空间钢结构有限元计算.通过研究轴心受压钢构件在不同温度下的弯曲变形,推导出考虑长细比、初始缺陷、临界力等因素的受压钢构件名义轴向刚度;通过能量等效,用等效刚度代替名义轴向刚度,得到高温下受压钢构件考虑屈曲的钢材两折线应力-应变本构模型,数值计算验证了模型的正确性.

关键词：钢构件屈曲高温等效轴向刚度应力-应变本构模型

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自密实轻质弹性混凝土性能与应用研究

自密实轻质弹性混凝土性能与应用研究

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作者：吕晶长安大学

学位级别：博士

本文在“自密实轻集料混凝土”和“橡胶混凝土”已有研究的基础上,首次将橡胶颗粒掺入自密实轻集料混凝土制备了具有自密实、轻质和弹性等优异性能的新型绿色环保型建筑材料——自密实轻质弹性混凝土,该材料兼有自密实轻集料混凝土和橡... 详细信息

本文在“自密实轻集料混凝土”和“橡胶混凝土”已有研究的基础上,首次将橡胶颗粒掺入自密实轻集料混凝土制备了具有自密实、轻质和弹性等优异性能的新型绿色环保型建筑材料——自密实轻质弹性混凝土,该材料兼有自密实轻集料混凝土和橡胶混凝土的优点,同时克服了二者的缺点,具有广泛的应用前景。为了系统研究自密实轻质弹性混凝土工作性能(施工性能)和主要静动力性能,探索其在轻型房屋楼板、楼盖以及动力设备基础等特殊领域的应用前景,本文主要开展以下研究内容:1.首次研发了自密实轻质弹性混凝土并对其工作性能(施工性能)进行了研究在自密实轻集料混凝土配合比设计方法的基础上,通过配合比优化设计和反复多次的试验验证制备了工作性能优异的自密实轻质弹性混凝土,研究了橡胶颗粒对自密实轻质弹性混凝土中砂浆浆体工作性能和混凝土工作性能的影响规律,结果表明:橡胶颗粒等体积替代河砂后制备的砂浆浆体仍属于Bingham流体;所制备自密实轻质弹性混凝土工作性能良好,可实现自密实效果;自密实轻质弹性混凝土工作性能与砂浆浆体流变性能间具有良好的线性相关性。2.系统研究了自密实轻质弹性混凝土静力性能(1)研究了自密实轻质弹性混凝土28d干表观密度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量、比强度、拉压比和折压比随橡胶颗粒替代率的变化规律,结果表明:随着橡胶颗粒替代率的增大,自密实轻质弹性混凝土28d干表观密度、立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量和比强度均降低,拉压比和折压比提高。(2)测得了自密实轻质弹性混凝土棱柱体单轴受压应力-应变全曲线,采用两段式建立了单轴受压应力-应变本构模型,结果表明:随着橡胶颗粒替代率的提高,自密实轻质弹性混凝土峰值应力降低,峰值应变提高,应力-应变曲线下降段渐趋平缓,破坏过程趋于延性破坏。(3)测试了自密实轻质弹性混凝土不同龄期总收缩应变,在中国建筑科学研究院模型的基础上建立了自密实轻质弹性混凝土收缩应变预测模型,结果表明:橡胶颗粒替代率的提高和龄期的延长均会增大自密实轻质弹性混凝土收缩应变;本文提出的收缩应变预测模型可以作为自密实轻质弹性混凝土各龄期总收缩应变预测模型。3.系统研究了自密实轻质弹性混凝土主要动力性能(1)测试了自密实轻质弹性混凝土单轴受压疲劳应变、残余应变和疲劳寿命,基于可靠度理论建立了不同失效概率时的双对数疲劳方程,结果表明:疲劳应变曲线和残余应变曲线基本符合三阶段模型;采用Weibull分布模型可较准确的统计分析自密实轻质弹性混凝土疲劳寿命;橡胶颗粒替代率30%时,自密实轻质弹性混凝土疲劳性能最佳。(2)测试了不同损伤程度自密实轻质弹性混凝土悬臂梁振动时程曲线,分析了阻尼比和基本周期变化规律,定义了损伤指数并建立了其与阻尼比的相关关系,结果表明:橡胶颗粒的掺入显著提高了自密实轻质弹性混凝土阻尼性能;随着损伤控制位移的增大,自密实轻质弹性混凝土悬臂梁阻尼比先增大后减小,基本频率不断减小;相同损伤指数时,阻尼比随橡胶颗粒替代率的提高而增大;随着损伤指数的增大,阻尼比呈现先增大后减小趋势。4.首次将自密实轻质弹性混凝土应用于组合楼板、组合楼盖和动力设备基础,并对其性能开展了探索性研究(1)设计制作了4块压型钢板-自密实轻质弹性混凝土组合楼板,其中混凝土分别选用未掺橡胶颗粒的自密实轻集料混凝土和橡胶颗粒替代率为30%的自密实轻质弹性混凝土,剪跨分别为450mm和800mm。通过对组合楼板受弯时的破坏形态、破坏过程、承载力、变形、滑移等性能进行系统分析,提出了压型钢板-自密实轻质弹性混凝土组合楼板正截面抗弯承载力计算方法。(2)采用ABAQUS软件建立了冷弯薄壁型钢-自密实轻质弹性混凝土组合楼盖模型,分析了不同橡胶颗粒替代率的自密实轻质弹性混凝土组合楼盖振动舒适度性能。(3)采用ANSYS软件建立了地基-大块式混凝土基础-动力设备三者相互作用的三维有限元模型,对比分析了普通混凝土、未掺橡胶颗粒的自密实轻集料混凝土和橡胶颗粒替代率为30%的自密实轻质弹性混凝土基础对动力设备振动的减振效果。本文较系统的研究了自密实轻质弹性混凝土工作性能以及主要静动力性能,论证了其在组合楼板、组合楼盖和动力设备基础中应用的可行性,为其推广应用奠定了基础。

关键词：自密实轻质弹性混凝土配合比设计工作性能应力-应变本构模型收缩模型单轴受压疲劳性能阻尼性能应用研究

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结构性Q_2,Q_3黄土的力学特性对比研究

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西安科技大学学报 2006年第4期26卷 451-455,468页

作者：谢星赵法锁王艳婷林斌王东红长安大学地球科学与国土资源学院陕西西安710054 长安大学地质工程研究所陕西西安710054 安徽理工大学土木工程系安徽淮南232001 机械工业勘察设计研究院陕西西安710043

通过对Q2和Q3黄土的单轴压缩和常规三轴试验研究,对两种黄土单轴压缩曲线和CU剪切的应力应变曲线特征进行分析比较,探讨了两种黄土应力应变本构模型。研究表明:强软化型Q2黄土应力应变关系,可采用强软化型模型进行描述,并对其模型参数... 详细信息

通过对Q2和Q3黄土的单轴压缩和常规三轴试验研究,对两种黄土单轴压缩曲线和CU剪切的应力应变曲线特征进行分析比较,探讨了两种黄土应力应变本构模型。研究表明:强软化型Q2黄土应力应变关系,可采用强软化型模型进行描述,并对其模型参数进行了分析;弱软化-硬化型Q3黄土应力应变关系可用两参数的指数模型描述,也可用强软化性模型描述。

关键词： Q2和Q3黄土力学特性应力-应变本构模型

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区域约束高强混凝土轴心受压短柱试验研究

区域约束高强混凝土轴心受压短柱试验研究

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作者：朱国良贵州大学

学位级别：硕士

区域约束混凝土是约束混凝土理论及应用上一次新的尝试和发展。它的研究，有利于丰富混凝土理论及拓展混凝土应用范围，将会产生积极的社会及经济效益。正是由于区域约束是一种新的理论，要将它应用于实际工程当中，就必须清楚其力学性... 详细信息

区域约束混凝土是约束混凝土理论及应用上一次新的尝试和发展。它的研究，有利于丰富混凝土理论及拓展混凝土应用范围，将会产生积极的社会及经济效益。正是由于区域约束是一种新的理论，要将它应用于实际工程当中，就必须清楚其力学性能。相比于普通约束混凝土，不管在强度还是在变形上，区域约束混凝土都有较大的差异，不能将普通约束混凝土的力学性能应用于区域混凝土上，因此，需要研究区域约束混凝土的力学性能，建立区域约束混凝土的本构关系。现今，我国的混凝土结构设计规范中，混凝土的应力—应变关系，都是以单轴受压和受拉的试验结果为基础建立的。虽然给出的本构关系是很简单的，但与构件设计计算方法相适应，可以满足一般的工程设计要求。本文是研究区域约束混凝土单轴受压下的应力—应变本构关系。根据研究需要有针对性进行了一系列试验，从不同约束强度对区域约束混凝土短柱和普通约束短柱进行比较，对承载力、延性和各组成部分的作用进行了分析，提出了分析区域约束混凝土的应力-应变本构关系模型，从而更加全面地验证理论分析准确性，为区域混凝土的应用提供理论依据。

关键词：区域约束普通约束短柱单轴受压应力-应变本构模型

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考虑应变时效影响Q460高强钢及其对接焊缝连接试件力学性能研究

考虑应变时效影响Q460高强钢及其对接焊缝连接试件力学性能研究

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作者：李珂皓青岛理工大学

学位级别：硕士

钢结构因具有自重轻、强度高、抗震性能好、建筑造型美观、施工周期短、功能空间布置灵活、绿色环保可回收等优点而得到广泛推广。但地基不均匀沉降、地震等都会对钢结构造成损伤,钢材受损后的一段时间里会产生不同程度的应变时效,钢材... 详细信息

钢结构因具有自重轻、强度高、抗震性能好、建筑造型美观、施工周期短、功能空间布置灵活、绿色环保可回收等优点而得到广泛推广。但地基不均匀沉降、地震等都会对钢结构造成损伤,钢材受损后的一段时间里会产生不同程度的应变时效,钢材在经过应变时效后变硬变脆,如仍采用初始应力-应变本构模型对经应变时效后的结构进行加固和修复,易造成抗震性能差、易开裂等问题。本文对Q460C和Q345B两种钢材展开了基于应变时效的材性试验和对接焊缝的试验,采用修正的Ramberg-Osgood模型对Q460C钢材材性试验的本构关系进行了拟合,利用有限元对Q460C钢材对接焊缝连接试件进行了焊接残余应力模拟以及单调拉伸模拟。本文主要研究结论如下:(1)对Q460C钢和Q345B钢分别制作了26个材性试件,分析了两种钢材在应变时效影响下的力学性能(以Q460C钢为主),并对应变时效对两种钢材力学性能的影响进行对比,采用修正的Ramberg-Osgood模型对Q460C钢材性试验的本构关系进行了拟合。研究结果表明:(1)钢材经预应变后有显著应变硬化现象,试件应变硬化现象在6h-12h范围内可得到恢复。(2)钢材经时效后产生时效硬化现象,试件在各时效之间应力-应变曲线区分度较小,经时效硬化后钢材的硬化程度低于应变硬化。(3)7%预应变、30d时效下,试件H4-5与试件H1-1相比,屈服强度提高27.9%,极限强度提高3%,极限应变降低80.3%,断裂应变降低53.9%。随应变时效增加,Q460C钢材强度有所提升,延性大幅降低,结构发生脆性破坏的可能性增加。(4)应变时效使钢材的屈强比增加,试件H1-1的屈强比为0.80左右,2%预应变下屈强比为0.85左右;4.5%预应变下屈强比为0.95左右;7%预应变下,屈强比接近1.0,随应变时效增加,钢材脆性增大。(5)经应变时效后钢材弹性模量有所降低,7%预应变、30d时效下,试件H4-5弹性模量为136.2GPa。(6)修正的Ramberg-Osgood模型与试验结果取得较好一致性,能够准确拟合应变时效后Q460C高强钢的本构关系。(7)对比应变时效对Q460C钢材与Q345B钢材的影响,应变时效对Q345B钢材的强度影响更显著,对Q460C钢材的延性影响更显著。(2)对Q460C钢和Q345B钢分别制作了7个对接焊缝连接试件,分析了两种钢材的对接焊缝连接试件在应变时效影响下的力学性能(以Q460C钢为主),并对应变时效对两种钢材力学性能的影响进行对比。研究结果表明:(1)在1.5%预应变、30d时效下,试件HW4-3与试件HW1-1相比,屈服强度、极限强度增幅分别为35.1%、5.1%,屈强比为0.988,极限应变降幅为47.0%;在1.5%预应变、30d时效下,试件SW4-3与试件SW1-1相比,屈服强度、极限强度增幅分别为48.7%、3.4%;极限应变降幅为95.6%。(2)应变时效对Q345B钢对接焊缝连接试件屈服强度的增幅较Q460C钢更显著,对极限强度和屈强比的影响基本相同,对Q460C钢对接焊缝连接试件的极限应变、断裂应变与弹性模量的影响较Q345B钢更显著。Q345B钢对接焊缝连接试件在2d时效时,极限应力有所降低,而Q460C钢对接焊缝连接试件极限应力提高。(3)对接焊缝连接试件破坏模式有两种,一种为母材处颈缩断裂,另一种为焊缝处撕裂。无应变时效的试件破坏位置在母材处,而经应变时效后,试件的破坏位置均在焊缝处。试件经过应变时效后,焊缝处会有一定的微裂纹,在进行第二阶段的拉伸试验时,试件焊缝处更易发生破坏。(4)预应变和时效均能影响对接焊缝连接试件的力学性能,使对接焊缝连接试件变硬、变脆,但预应变对对接焊缝连接试件的影响较时效更显著。(3)利用ANSYS有限元对Q460C钢材对接焊缝连接试件进行了焊接残余应力模拟以及单调拉伸模拟。得出以下结论:(1)由模型的温度场分布情况可以看出,焊缝处的温度明显高于母材处的温度。(2)残余应力集中在焊缝处,残余应力对焊缝处及热影响区影响显著,对远离焊缝的区域影响较小。(3)对接焊缝连接试件的有限元模拟结果中,试件的破坏模式、屈服强度、极限强度等与试验结果取得较好的一致性,交叉验证了试验及有限元模拟结果的准确性。

关键词： Q460C高强钢应力-应变本构模型预应变时效 Ramberg-Osgood模型对接焊缝

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轴心受压双钢管混凝土柱火灾后剩余承载力的研究

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江苏建筑 2011年第6期 20-22页

作者：陈国祥江韩广东城建达设计院有限公司深圳分院广东深圳518000 南京市建筑设计研究院有限责任公司江苏南京210005

研究了双钢管混凝土柱耐火承载力以及火灾后的剩余承载力。通过选取合适的钢材与混凝土热工性能模型,在有限元程序中模拟了ISO-834标准火灾升温曲线下双钢管混凝土柱的截面升温过程,得出了截面温度场分布以及不同部位的升温过程曲线。... 详细信息

研究了双钢管混凝土柱耐火承载力以及火灾后的剩余承载力。通过选取合适的钢材与混凝土热工性能模型,在有限元程序中模拟了ISO-834标准火灾升温曲线下双钢管混凝土柱的截面升温过程,得出了截面温度场分布以及不同部位的升温过程曲线。在此基础上结合钢管、混凝土高温下以及高温后的应力-应变本构模型分别对高温下与高温后轴心受压双钢管混凝土短柱进行了受力全过程数值分析,得到了高温下(后)轴心受压双钢管混凝土短柱的受力特点。

关键词：双钢管混凝土柱应力-应变本构模型数值分析

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