應變控制的熱機械疲勞行為的數值模擬

根據高溫合金材料的力學性能,以彈粘塑性本構模型為基礎,用數值模擬方法研究材料的熱機械疲勞循環特性.模型將應變分為彈性應變、溫度應變和粘塑性應變三部分,認為材料在高溫循環載荷下呈現明顯的彈粘塑性特征.根據虛位移原理建立軸對稱體的彈粘塑性計算有限元格式.對于循環機械載荷和循環溫度載荷,程序中采用了增量法迭代求解,在非線性項中不僅考慮了機械載荷增量的影響,同時也考慮了溫度增量的影響.根據應變控制熱機械疲勞的特點,發展了應變增量法的有限元計算方法.通過數值模擬,得到材料在各種循環載荷下的應力-應變響應.數值模擬較好地反映了粘塑性變形過程以及溫度變化的效應.所描述的不可逆系統在某一時刻的狀態完全由當時的狀態參數、內變量、承載時間及塑性應變累積量決定.對帶缺口試件的模擬結果顯示了程序對復雜軸對稱結構進行熱機械疲勞計算的有效性.

作 者： 施惠基 劉國 王凡 周東   作者單位： 清華大學工程力學系,北京,100084  刊 名： 固體力學學報  ISTIC EI PKU 英文刊名： ACTA MECHANICA SOLIDA SINICA  年，卷(期)： 2003 24(3)  分類號： O3  關鍵詞： 熱機械疲勞   彈粘塑性   有限元方法   循環相關   缺口效應  

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