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粘弹塑性统一本构模型参数评估

郭宇峰  
【摘要】: 论文开篇简单介绍了统一本构模型的发展历史及其特点,以现代塑性理论为基础的各种现代粘塑性统一本构模型可以用一套方程描述材料的全部变形过程,这就避免了经典强度理论中要判断以便按不同的阶段应用不同的本构关系。 通过对各种实验数据的分析,从中找到了弹性变形的率效应,证明了粘弹性现象的存在。将粘弹性变形引入到统一本构模型中,进而建立了粘弹塑性统一本构模型。论文又简要介绍了粘弹塑性统一本构模型的建立过程及其优点,以及对循环硬化试验、等应力率拉伸试验等一些试验的数值模拟,说明粘弹塑性统一本构模型具有广泛的适应力和生命力。 然而,从工程角度来看,由于统一本构模型含有大量的参数,每个参数的物理意义模糊,以及参数间复杂的数学物理关系,使得许多工程技术人员对它的应用望而却步。而传统的参数确定方法存在很大的缺陷,这个问题引起了一些来自于试验领域的科学家的注意,他们擅长实验数据分析,又有深厚的数理统计基础,两者结合,很快就产生了有关统一本构模型参数优化拟和及数理评估的方法和成果。论文回顾了统一本构模型参数确定及评估的方法发展历程,结合现有的文献、优化方法和数理统计的方法,针对粘弹塑性统一本构模型的具体问题,建立了一个系统地确定试验方案和参数确定的方法,详细研究了参数敏感系数分析方法和粘弹塑性统一本构模型敏感系数的推导过程,并把它应用到粘弹塑性统一本构模型参数确定中去,对铜合金不同速率加载试验进行数值模拟,证明本方法的适用性、可行性,在统一本构理论研究和工程应用领域建立一座相互连通的桥梁。


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