一、论连续介质微观力学的经典理论（论文文献综述）
李卓徽[1]（2021）在《裂隙岩体渗流-应力耦合近场动力学模拟分析方法及应用》文中研究说明我国隧道与地下工程建设规模巨大,施工条件复杂,许多隧道均修建在强富水、高水压、强岩溶的地层环境中,多种地质灾害频发。在广泛的工程需求下,数值模拟成为研究地下工程灾害机理及灾变演化过程最重要的手段之一。近场动力学是目前求解不连续问题最先进的数值方法之一,特别适用于模拟连续-非连续问题。本论文立足于国家基础设施建设亟需开展的裂隙岩体流固耦合引起的灾害演化过程数值模拟分析,通过理论推导、数值模拟等手段,围绕近场动力学模拟裂隙岩体流固耦合亟需解决的基础难题展开研究,取得了一系列有益的研究成果。首先,在近场动力学尺度下,通过考虑物质点间键的塑性变形,并改进键处于塑性变形时对不同受力状态（加卸载）的响应,考虑了峰后加卸载路径对岩石力学行为的影响,提出适用于岩石材料的考虑压缩荷载条件下峰后阶段的微观弹塑性本构模型;采用了非均匀离散建模方法来表征岩体材料非均匀特性,解决了材料模拟压缩破坏过程中出现的“离散结构依赖性”,提高了数值模拟的精度。并通过岩石单轴压缩和循环加卸载试验验证了微观弹塑性本构模型的适用性与准确性。于此同时,开展了不同裂隙倾角条件下标准岩石试件单轴压缩试验破坏过程模拟,模拟结果与试验现象吻合良好。其次,基于普通态型近场动力学基本理论,从应变能密度角度,通过等效的方法,熟悉并推导了平面两类问题的普通态型近场动力学基本运动方程,并以此为理论基础,采用Drucker-Prager准则（DP）来构建普通态型近场动力学形式的岩石材料塑形屈服面,得出增量形式的普通态型近场动力学微观弹塑性本构;为提高计算效率,进一步开展了普通态型近场动力学与有限体积法耦合模拟分析方法研究,提出解决裂隙岩体流固耦合问题的数值计算方法,使用普通态型近场动力学求解位移场、等效应力场以及模拟裂缝扩展过程,有限体积法求解流体部分渗流场,并通过过渡层进行数据交换实现流固耦合。通过几个数值算例验证了该方法在流体驱动下模拟饱和裂隙孔隙介质中裂纹扩展的能力,表明了方法的正确性。最后,开展了泉域地下水分布和运移规律的研究,设置了等效孔隙介质模型和孔隙-裂隙双重介质模型两种计算模型,针对相同隧道埋深条件下隧道开挖对不同地下水位影响以及相同水位条件下不同隧道埋深开挖对地下水位影响分别开展了 10组工况模拟。得出结论:岩体裂隙发育情况对隧道开挖时围岩的损伤有主导作用,且当孔隙水压超过某一定值时,裂隙发育情况和孔隙水压将综合成为开挖时围岩损伤的主导因素。为轨道交通路线设计与隧道工程安全建设提供了有效的理论支撑。
刘伟[2]（2021）在《材料非协调变形的非欧几何模型研究》文中研究指明结构的损伤、疲劳、断裂和破坏是在土木、水工、交通、航天、航空、机械等领域经常遇到并且尚未得到很好解决的难题。其中材料的应力应变求解都是基于经典的连续介质力学和热力学理论进行的。经典弹塑性理论的基本假设之一是Saint-Venant变形协调条件。物质微元在受力变形过程中要满足Saint-Venant变形协调方程。物质变形的协调性是由物质的连续性所决定的,它假定物质没有出现位错、旋错等缺陷。然而,对于所有工程结构来说,几乎都是带缺陷工作的。当物体发生位错、旋错等非协调变形时,经典的连续介质力学便不再适用。因此,研究带缺陷材料的非协调变形非常重要。陈宗基院士在20世纪80年代的时候就指出:物体内部的残余应力还没有引起足够的重视,其来源和性质还不明确;当物体边界自由,且没有额外荷载作用时,物体内部存在自平衡的封闭应力。对于固体力学来说,以往只研究材料的协调变形,而对材料非协调变形的研究将开创一个新的远景。目前就残余应力描述和应变局域化问题来讲需要解决的问题是:（1）如何消除柱坐标系下的应力奇异性以及如何描述柱坐标系下由于非协调变形产生的残余应力的分布。（2）如何消除球对称坐标系下的应力奇异性以及如何消除中心点的应力集中。（3）如何建立描述一维杆在应变局域化时应力、应变分布的二维非欧几何模型。基于上述问题,本文在连续介质的黎曼模型框架下研究了在柱坐标系下物体发生非协调变形时应力场的分布问题。得到了表征变形不协调程度的物质缺陷参数表达式,通过实验数据确定了该表达式的唯象参数。研究表明,描述柱坐标系下物体残余应力的非欧几何模型能够很好的描述实验数据。残余应力实际上就是物体发生非协调变形的产物。本文还研究了应变局域化问题。具有结构缺陷的弹塑性材料实际上是非黎曼流形,而不是欧氏空间的连续体。因此,用非欧几何理论来解决应变局部化问题是合理的。本文构造的二维非欧几何模型可以很好的描述一维杆任意一点的应力。从宏观角度来看,可以很好的解释力的平衡。结果表明,理论模型与实验数据吻合较好。Aifantis首次用具有特征内部长度的梯度弹性理论来解决中空试样的应力集中效应。但是对于球对称物体中如何消除球中心处应力奇异性还没有得到解决。本文求解了球对称坐标系下的经典应力分布的表达式,并且建立了球对称坐标系下应力分布的非欧几何数学模型。通过微分方程通解叠加特解的方法消除了球对称坐标系下无限小孔边的应力集中问题,结果和Aifantis求解了四阶的微分方程得到的结论是一致的,均表明当小孔无限小时径向应力和环向应力都等于零。
吴鹤[3]（2021）在《筒形件强力旋压损伤模型及韧性断裂行为研究》文中研究说明旋压成形过程具有典型的连续局部塑性变形特征,在针对薄壁回转体类构件的成形中有着显着优势。但是金属在旋压成形过程中具有高度非线性特征,变形过程非常复杂,在该过程中韧性断裂是旋压成形过程中主要的失效方式之一,这会极大的限制旋压成形工艺的应用。为此,本文采用实验研究、理论分析和有限元结合的方法,对旋压过程中的损伤演化机理进行了深入研究。首先,以现有的GTN（Gurson-Tvergaad-Needleman）修正模型作为基础进一步改进,引入了负应力三轴度及断裂截止面对损伤的影响。然后基于不同应力状态的力学实验对修正后GTN模型中的参数进行校正。基于本文改进的GTN模型对2024-T351铝合金的可旋性进行了模拟,通过模拟与实验最大减薄率的对比可知,基于改进的GTN模型,模拟预测的最大减薄率与实验所得的最大减薄率之间的误差仅为8.36%,从而验证了改进GTN模型在旋压中的适用性。通过改进的GTN模型对2024-T351铝合金可旋性的模拟可知,在启旋阶段,损失只集中在外层单元。随着减薄率的增加,损伤最大值区域会由外层单元向内层单元转变,并最终由剪切损伤过大而诱发裂纹萌生。通过对2024-T351铝合金的旋压实验发现,对多道次旋压每个道次的减薄率进行设计,发现当各个道次减薄率相对较低时,材料在反旋过程中均发生断裂。然而适当增加各个道次中的减薄率时,材料在反旋过程中却未出现裂纹。若进一步加大减薄率,反旋过程材料又发生断裂。以单道次反旋能达到的极限减薄率为对比参考,表明在多道次反旋过程中,材料能达到的极限减薄率与各个道次过程中的减薄率分配密切相关。基于本文提出的GTN改进模型,对旋压过程中不同减薄率下损伤的演变规律进行研究可知,在单道次旋压过程中,其极限减薄率下的断裂是由剪切损伤导致的;在多道次旋压成形过程中,当各个道次分配的减薄率较低时,则旋压过程中产生的裂纹是由孔洞损伤诱发形成的,当减薄率进一步增大后,旋压过程中产生的裂纹转而由剪切损伤诱发形成。通过分析发现,多道次旋压能达到的极限减薄率大于单道次旋压的原因在于,材料经过第一道次旋压变形后,材料发生了加工硬化,而第二道次的相对减薄率较低,导致内层单元受旋轮变形较小,因而使得其剪切损伤未得到充分增长,最终使得多道次旋压工艺下的极限减薄率大于单道次旋压成形工艺。通过分析可知,当把多道次旋压过程中各个道次的减薄率控制在21%左右时,材料在旋压成形过程中的极限减薄率能够达到最大。其次,以Mg-6Gd-5Y-0.3Zr合金为研究对象,先基于热压缩实验采用经典的两段式模型构建了该合金的高温流动应力-应变模型。但这种经典模型没有考虑材料变形过程中的损伤,因此无法预测材料在高温变形条件下的失效情况。通过对材料的热拉伸进行分析可知,在高温变形过程中导致的再结晶会对材料的宏观力学性能产生显着影响。为了构建高温变形条件下Mg-6Gd-5Y-0.3Zr合金的损伤演化机制,本文以Lou提出的解耦唯像模型作为基础,首次通过定义参考Zener-Hollomon值（Z0）构建韧性断裂应变与Z参数之间的关系,同时将影响模型中影响断裂截止面的C值定义为温度与应变速率的函数,从而建立了耦合了再结晶体积分数的高温断裂模型。然后基于连续介质损伤力学框架构建了耦合了再结晶体积分数和损伤断裂的高温本构模型,并将其通过二次开发的方式写入有限元。基于建立的热损伤本构构建了Mg-6Gd-5Y-0.3Zr合金热旋压有限元模型,通过与实验的对比验证了模型在热旋条件下的可靠性。最后,为了更深入了解旋压变形组织特征对材料后续力学性能的影响,本文以热旋后的Ti-6Al-4V合金为研究对象,基于低阶应变梯度塑性理论（CMSG）及连续介质损伤力学框架,构建了介观尺度模型。该模型考虑了由界面带来的强化效应,相较与经典的J2模型能够捕捉到由于第二相尺寸带来的影响,因此具有更高的精度。
李智明[4]（2021）在《基于复合混合物理论的冻土多场耦合研究》文中进行了进一步梳理众所周知,中国是世界上寒冷地区面积最大的国家之一,多年冻土区和季节性冻土区面积约占陆地总面积的75%。冻胀现象是冻土区经常遇到的问题,由于冻胀而引起工程的失事也数见不鲜。目前对冻胀现象的描述主要是基于连续介质力学框架下的多物理场耦合方法,该方法作为近年来的研究热点和学术前沿,备受国际各个国家学者和政府的关注。然而,由于计算能力和水平的限制及对冻胀机理的认识不足,仍有大量问题困扰着学者和各行工作者。考虑到目前存在的问题,有必要发展更一般、更全面的非饱和冻土多场耦合模型,这是非饱和冻土的新发展和新领域,也必将促进多场耦合理论在寒区实际工程中的应用。因此,本文面向寒区工程的建设与防护这一实际问题,以基础理论研究为主,综合数学、力学以及实际物理背景,改进传统的多物理场耦合方法,建立更精确的多场耦合模型,从而为寒区各类工程建设与防护等问题提供相应的理论基础。通过基础研究与试验验证,取得了如下研究成果:（1）以连续介质力学理论框架为基础,结合混合物理论与平均化方法推导得到了冻结状态下宏观尺度的多孔多相介质守恒方程,基于扩展熵不等式、平衡态限制、热力学定律、近平衡态条件推导得到了宏观尺度的多孔多相介质本构方程,综合守恒方程与本构方程,建立了基于复合混合物理论的多孔多相介质多物理场耦合理论框架。（2）对理论框架进行简化建立了非饱和冻土水-热-气-力四场耦合模型,所提出的耦合模型与传统耦合模型不同之处在于考虑了干空气迁移、水汽的运移、对流和压力诱导的液/汽通量、冰分凝准则、冰压力和弹塑性损伤本构方程,并以加权余量法对耦合方程进行离散,通过三角形单元型函数获得了有限单元法离散矩阵。（3）通过冻土三轴试验研究了不同试验条件土体的抗剪强度、弹性模量、粘聚力、内摩擦角等力学参数的变化规律,推导得到了弹塑性损伤本构方程并拟合了耦合模型中力学本构方程参数;通过核磁共振试验研究了不同试验条件土体的冻融特征曲线变化规律,基于毛管理论和和Gibbs-Thomson方程推导了具有物理意义的冻结特征曲线,并反演出融化特征曲线。（4）通过与单向冻结开放体系与封闭体系粘土试验、Mizoguchi砂土试验、两类“锅盖效应”试验、饱和冻土数值模拟的对比结果,对模型的有效性进行验证,着重研究了冻结过程中土体的温度场、水分场、应力场和位移场中场变量的变化规律。（5）对理论框架简化建立了考虑渗流的饱和冻土水热耦合模型,用以预测当存在地下水渗流情况下冻结法工程冻结帷幕的形成,通过Pimentel等人的大型模型试验对耦合模型的有效性进行了验证,并将耦合模型应用至哈尔滨二号线端头井冻结加固工程和哈尔滨地铁三号线联络通道冻结法工程中,计算了冻结帷幕交圈时间,为冻结法的施工提供了参考依据和理论基础。
秦豹[5]（2021）在《基于非平衡态热力学的热-化-力耦合连续介质理论及应用》文中研究说明聚合物的固化、水凝胶的溶胀、金属的氧化、锂离子电池中的锂化或脱锂化、生物组织的生长等过程中都普遍存在着质量传输、热交换、物质变换和力学变形等多场耦合问题。热-化-力耦合的动力过程是这些问题的共同特征,对其进行理论研究具有重要意义。热力学第一定律和第二定律在研究系统的本构方程中起着重要的作用。在文献中,关于与环境交换质量的开放系统,热力学定律有多种形式,如何选择一种合理的形式对开放系统进行热力学分析,成为了一个难题。为分析上述热力学定律的合理性和有效性,我们区别于传统混合物理论考虑组分之间开放,混合物整体作为一个封闭的系统,而是基于Biot的观点,选择一个可变形固体作为物质传输介质来建立考虑多组分的连续介质热力学理论框架。通过这样做,就可以厘清常见开放系统热力学定律之间的差异。基于所提出的开放系统连续介质热力学定律,建立了考虑大变形和塑性流动的热-化-力耦合问题的理论模型,该模型可用于预测材料在热和化学环境下的力学行为。不同于其它文献中的理论模型,在该模型中利用化学反应进度和扩散浓度作为两种独立的变量推导了大变形情况下反应和扩散的驱动力:化学亲和势和化学势,这样将扩散和反应区分为两个独立的过程。然后,提出了一种依赖于物质浓度和变形的修正化学反应动力学,以满足耗散不等式。在化学领域中最常用的化学反应动力学表达式是反应物和生成物浓度的幂函数,修正化学动力学是在其基础上将Eshelby应力纳入化学亲和势的表达式中构建的,以反映变形对反应动力学的影响。最后,以金属氧化为例,对模型进行了验证。接下来,应用上面建立的大变形耦合模型模拟锂离子电池硅电极的锂化过程。硅因其在充电容量上的优越性而被广泛地用作锂离子电池的电极。然而,硅的锂化会导致硅电极的两相界面产生较大的变形和显着的应力跃迁,最终可能导致电池的结构失效。为了提高锂离子电池的性能和寿命,对锂化过程进行准确的建模至关重要。近十年来,虽然针对锂化过程建立了许多模型,但大多仅将变形与扩散联系起来,未考虑电化学反应的影响,无法模拟两相界面的形成。在本文中,我们采用热-化-力耦合模型来模拟锂化过程,提出了反应屏障效应来解释由于快速反应导致的两相界面的形成和硅电极的力学行为,如预测锂化过程中大变形塑性流动。此外,通过耦合大变形、化学反应、物质传输和热传导,我们建立了针对化学活性软材料的性连续介质热力学模型。尽管有了大量针对软材料中大变形与扩散耦合问题的研究工作,但仍需要建立完整的软材料热-化-力耦合模型,特别是考虑扩散与反应共存的情况。在本文中,为了考虑扩散与反应之间的耦合关系,我们在亥姆霍兹自由能函数中引入了两种独立的状态变量,即被宿主固体吸收的扩散物质的扩散浓度和化学反应进度。同时,基于化学反应动力学和热力学,建立了非线性反应动力学,不同于以往的线性唯象动力学。为了阐述所提出的模型,利用超弹性本构模型研究了一种具有吸湿水解反应的凝胶,并预测了其在瞬态和稳态下的力化学响应。最后,建立了扩散-反应-变形耦合模型,并在商用有限元软件包ABAQUS中利用用户单元（UEL）子程序实现有限元计算。由于将反应进度和扩散浓度作为两种自变量,化学反应和扩散被视为两个不同的过程,可以推导这两个过程的独立控制方程。因为利用反应速率与化学亲和势之间的指数形式关系代替线性唯象关系来描述反应过程,所以可以模拟无论是在平衡附近或远离平衡的复杂化学反应。本文给出了两个数值算例,一个用于验证模型,另一个用于模拟由化学反应引起的梁的挠曲变形。
高成路[6]（2021）在《隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法》文中进行了进一步梳理突水灾害严重制约着我国隧道及地下工程建设向更高质量、更高效率迈进,成为交通强国战略目标实现道路上的一道阻碍。深入认识突水灾变演化过程及其灾变机理,是解决隧道施工安全防控难题的理论基础。近年来,随着计算机技术的飞速发展和数值分析方法的广泛应用,利用数值模拟手段解决工程建设难题、再现地质灾害演化过程、揭示灾变过程中关键信息演化规律逐渐成为了研究热点,也为科学认识隧道突水灾变演化过程提供了解决思路。本文以隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法为主要研究目标,针对隔水岩体在隧道开挖卸荷与地下水渗流综合作用下发生的渐进破坏过程,利用基于非局部作用思想的近场动力学方法,采用理论分析、数学推导、程序研发、算例验证以及工程应用等手段,通过将近场动力学在模拟固体材料连续-非连续变形损伤与地下水渗流两方面的优势相结合,建立了描述流体压力驱动作用下裂隙岩体流-固耦合破坏过程的近场动力学模拟分析方法,并提出了描述隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法与三维高效求解的矩阵运算方法,构建了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,成功应用于典型岩溶隧道突水灾变过程模拟,揭示了不同影响因素对隔水岩体渐进破坏突水灾变演化过程的影响规律,为隧道突水等相关地质灾害的预测预警及安全防控提供了重要的研究手段。（1）岩体往往是由节理裂隙等不连续结构面切割而成的岩块构成的,存在明显的不连续变形特征。据此,通过引入描述节理裂隙强度弱化效应的折减系数建立了节理裂隙岩体强度折减本构模型,通过引入反映物质点不可压缩效应的短程排斥力和反映材料非均质特性的Weibull分布函数建立了描述材料在压缩荷载作用下发生非均匀破坏的近场动力学基本控制方程,并且自主研发了基于矩阵运算的三维近场动力学高效求解方法和程序,实现了近场动力学在节理裂隙岩体压缩破坏过程中的有效模拟。（2）裂隙岩体流-固耦合破坏机制是隧道岩体破坏突水灾变演化过程模拟的关键。据此,基于近场动力学非局部作用思想,建立了模拟地下水渗流的等效连续介质、离散裂隙网络介质以及孔隙-裂隙双重介质近场动力学模拟方法,结合有效应力原理,提出了反映固体材料变形破坏与地下水渗流耦合作用的物质点双重覆盖理论模型,建立了模拟裂隙岩体水力压裂过程的近场动力学流-固耦合模拟方法,揭示了裂隙岩体水力压裂过程中应力-渗流-损伤耦合作用机制。（3）开挖卸荷是诱发隧道围岩损伤破坏及突水的主要原因,目前近场动力学方法尚未在岩土工程领域广泛应用,且缺乏描述围岩卸荷过程的理论与方法。据此,提出了模拟隧道开挖卸荷效应的物质点休眠法,通过与工程现场观测数据及前人研究结果进行对比,验证了该方法在模拟隧道开挖损伤区演化规律方面的有效性和可靠性,进而建立了考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法,实现了应力-渗流耦合作用下节理地层隧道开挖损伤区分布位置及形态的有效预测,为隧道施工过程岩体破坏突水灾变模拟提供了有效的数值方法。（4）隧道岩体破坏突水是不良地质构造与地下工程活动综合作用下发生的一种典型的连续-非连续动态变化过程,对数值模型的建立和求解提出了更高的要求。据此,应用自主研发的基于矩阵运算的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,依托歇马隧道典型溶洞突水案例,实现了模型试验尺度岩溶隧道施工过程中隔水岩体在开挖卸荷与地下水渗流综合作用下,开挖损伤区与渗透损伤区接触-融合-贯通直至突水通道形成的全过程模拟。（5）岩溶隧道突水灾变机理十分复杂,正确认识突水灾变发生条件与影响规律是突水灾害防控的基础。据此,依托歇马隧道工程实例,开展了工程尺度岩溶隧道突水灾变过程模拟,通过对比分析不同影响因素条件下隔水岩体渐进破坏与突水通道形成过程,揭示了溶洞发育规模、溶洞水压力、围岩材料性能和隧道埋深等因素对突水灾变过程的影响机制,通过防突结构最小安全厚度和突水防控措施分析,为岩溶隧道突水灾害预测预警及安全防控提供了科学指导。（6）近场动力学凭借其模拟材料损伤破坏的独特优势,在岩土工程领域拥有巨大的应用潜力,但是目前尚无成熟的数值仿真软件推广应用。据此,基于自主研发的考虑卸荷效应的应力-渗流近场动力学模拟方法及程序,利用C++与Matlab混合编程技术,开发了具有自主知识产权的界面友好、操作方便、扩展性强的适用于岩土工程问题的专业数值仿真软件——近场动力学工程仿真实验室（PESL）,为近场动力学在岩土工程及其他领域的推广应用提供了借鉴。
谢伟[7]（2021）在《新型水泥基注浆材料振动波传播机理及波动响应特征研究》文中提出新型水泥基注浆材料（NCG材料）具有不泌水、100%结石率、凝结时间可控、早期强度高、流动性和充填性良好、绿色环保等优点,用于屏障隔振具有很好的基础性能和技术经济优势。本文针对NCG结石体开展微观特征、动力学模型及振动波传播机理、结石体波动响应等研究,在科学研究层面,丰富拓展了多孔多相介质动力学及振动波传播的研究理论和成果,在工程应用层面,丰富了隔振注浆材料类型,为拓展注浆材料应用场景和应用领域提供了理论依据,开拓了振动环境隔振技术应用新的思路,也为注浆充填技术、加固技术与隔振技术相结合提供了研究基础。本文结合NCG材料水化反应机理,通过SEM&EDS、TGA-DSC、BET、MIP、3D-XRM等多种分析方法,分析研究了NCG结石体固相结构特征和孔结构特征。研究分析表明,NCG结石体固相主体骨架由占比最大的枝、柱状的钙矾石（AFt）晶体交织连结而成,水化硅酸钙凝胶（C-S-H）和铝胶（AH3）充填其中。本文全面系统的分析了NCG结石体微观特征,包括:结石体微观形态,固相质量占比和体积占比,凝胶相的体积分布、球形度分布及离散度特征,孔结构的体积及数量分布规律、最可几孔径、球形度分布及离散度特征等,为进一步开展基于微观特征的结石体性能参数研究提供依据。本文结合NCG结石体多孔多相特征,基于连续介质方法和混合物理论,建立多孔多相介质动力学模型:描述了NCG结石体各相运动学特征,建立了NCG结石体多孔多相介质质量守恒方程和动量平衡方程,给出了描述NCG结石体应力特征的Bishop有效应力方程以及NCG结石体介质本构关系。结合针对NCG结石体微观特征以及P、S波波速测试的系统分析,得到NCG结石体动力学模型基本参数,包括:孔隙率、固相骨架密度、视密度、渗透率及其相关参数、毛管压力函数及其特征参数、等效体积模量、固相骨架剪切模量、固相骨架体积模量、固相骨架第一Lamé常数等,为NCG结石体振动波传播机理研究奠定了基础。依据NCG结石体动力学模型中的有效应力方程、三相体积应变式、毛管压力方程以及流体相质量守恒方程得到了孔隙流体渗流连续性方程。将其与相对渗流加速度力学关系式、流体动量平衡方程、固相骨架应力应变关系联立,建立多孔多相介质波动方程。该波动方程考虑了多孔多相介质各相组分弹性参数、孔隙特征、毛管压力作用、粘滞效应以及渗透特性等。多孔多相介质波动方程中代入三相位移的Helmholtz分解式并进行散度和旋度运算,引入振动波一般解形式,得到P波和S波的特征方程。特征方程显示,多孔多相介质存在三种P波（P1波、P2波、P3波）和一种S波,并得到四种体波的波速和衰减系数表达式,分析讨论了NCG结石体四种体波波速和衰减系数随波特征参数（频率）、状态参数（饱和度）以及介质参数（孔隙率、孔隙尺寸分布指数、固相骨架弹性参数）的变化规律。通过对P1波和S波衰减系数随相关目标参数变化规律的分析研究,针对NCG材料介质参数和状态参数提出了隔振应用的合理建议。根据NCG结石体多孔多相特征确定了3种配比NCG结石体（W1N、W2N、W4N）在5种饱和度水平（0%、25%、50%、75%、100%）下的等效介质参数（体积模量、剪切模量以及密度）,建立了有限差分法数值模拟模型。分析研究了振动波作用下NCG结石体质点波动响应规律:7种频率（5 Hz、10 Hz、20 Hz、40 Hz、80 Hz、160 Hz、320 Hz）P波和S波作用下四种响应（加速度、速度、位移、应力）的振动峰值和振动级随距离的分布规律以及分别受配比、饱和度以及频率的影响规律。本文有图111幅,表13个,参考文献217篇。
戚嘉铄[8]（2021）在《基于介观塑性变形机理的金属板材后继各向异性行为研究》文中指出随着工程技术及工业领域发展的需要,金属及金属基复合板材凭借其优良的几何成形性以及力学性能在工程实际中广泛应用复杂变路径载荷之下。为确保金属板材的精确成形需透彻了解其塑性变形本质、各向异性以及后继各向异性行为规律,鉴于金属板材的塑性变形机理十分复杂,且考虑到宏观唯象本构理论及现有变路径实验条件的局限性,目前国内外学术研究难以在复杂路径以及非比例加载下对屈服面及后继屈服面的演化进行预测。在本项研究中,选择较为典型的单相结构的高强铝合金AA6061、双相结构的高强双相钢DP600以及碳纳米管增强铝基复合板材CNT/Al作为三种研究对象,并以经典的介观晶体塑性本构及应变梯度塑性理论为依托,基于多尺度实验数据并考虑介观本构模型的用户材料子程序与代表性体积单元方法建立的介观有限元模型进行有效结合,对变加载路径下的塑性变形及后继各向异性行为进行了数值研究。本文的研究工作主要取得了以下的进展:（1）开展了高强合金及金属基复合板材的多尺度实验研究,基于三种典型代表性金属板材分别开展宏观的单轴拉伸、介观的EBSD及微观力学表征实验。宏观实验数据尤其是单轴拉伸实验可以为后续仿真中的本构参数提供拟合依据,而介观的EBSD晶粒形貌表征展示出的AA6061尺寸均匀且具有统计性的随机性,DP600双相F/M形貌差异较大,铁素体F大而规整,马氏体M细长并围绕在铁素体F周围。针对高强双相钢DP600中双相F/M力学性能差异较大的特点,还开展了 F/M微观纳米压痕力学表征实验,得到马氏体M的载荷响应曲线要远大于铁素体F。复合板材CNT/Al在碳纳米管增强相CNT的加入之后力学性能尤其是屈服强度有了明显的提高并且具有明显吕德斯带的屈服现象。随着宏观拉伸实验板材中晶粒尺寸梯度的增加,复合板材的力学响应有明显的递减现象。介观EBSD仅能表征出CNT/Al板材中基体晶粒形貌,而CNT由于尺寸过小未能在EBSD中表征显现。（2）本文基于连续介质力学以及介观塑性变形本质为依托,构建了率相关的晶体塑性本构模型和考虑变形梯度效应及应变不均匀性的应变梯度塑性本构模型来描述高强合金和复合板材真实的塑性流动行为,同时推导了两种介观塑性本构数值有限元实现的积分公式。前者通过计算基于剪切应变增量的非线性方程组来更新应力值和其他状态变量,后者以节点中的平均塑性应变为依托,在离散化应力应变增量的基础上进而对塑性应变梯度推导计算,最终结合Fortran编程在有限元软件ABAQUS中实现了用户子程序UMAT的开发,为后续高强合金和复合板材的介观塑性变形仿真及后继各向异性分析计算提供了准确的计算力学属性。（3）结合高强合金以及CNT/Al复合板材在介观实验表征出的不同介观组织形貌,分别采用不同的数值算法来建立其介观有限元模型,并准确拟合了三种典型合金板材的介观本构参数。铝合金AA6061晶粒具有随机性且符合自然生长规律故基于Voronoi算法及Python参数化建模来构建其介观有限元模型,并对建立的代表性体积单元进行了随机取向、晶粒分布、晶粒不规则度以及网格密度的模型敏感性分析,优选出了具有代表性的AA6061介观有限元模型,进而结合晶体塑性参数敏感性分析准确拟合了 AA6061载荷曲线;考虑到双相钢DP600中马氏体和铁素体晶粒形貌差别较大的特点,故其介观有限元模型基于双相真实的晶粒形貌和EBSD图像处理及Python参数化建模来构建;而双相力学响应的较大差异则通过纳米压痕实验表征并基于仿真反演得到双相的介观本构参数,最终通过介观拉伸仿真与宏观拉伸实验对比验证了参数的有效性;CNT/Al复合板材的介观建模及标定上考虑了基体与增强相的相互作用,基体晶粒采用晶体塑性本构而CNT增强相采用应变梯度塑性本构最终拟合宏观力学实验曲线并获得准确的介观本构参数。（4）为考虑全路径下RVE模型的载荷条件,创新性地提出一种ABAQUS—MATLAB—PDE联合应用的仿真与数据处理方式,设置变路经载荷并批量提交仿真作业以及基于Python脚本的Odb结果文件批处理操作来对高强铝合金AA6061的屈服面及后继屈服面进行描述。研究表明,单相铝合金AA6061初始屈服面是接近各向同性的近似圆形并随着偏移应变的增加均匀膨胀,而本构参数、屈服定义、预变形方式、预变形量、组合预变形方式等因素与后继屈服面描述及演化强烈相关,同时基于模拟多晶铝合金AA6061介观织构的演化揭示了微细观非均匀性变形与后继屈服面畸变现象的内在关系。（5）基于不同EBSD图像的截取位置进行介观有限元建模,以及Voronoi模型通过改变内在的双相的比例、分布类型等结构因素,仿真获得的晶粒形貌图、应力应变云图、力学响应曲线、后继屈服面进行定性与定量分析。研究表明,塑性变形发生后,马氏体内部局部应力明显偏高,而铁素体内局部应力偏低,且具有明显的应变局部化现象并形成剪切带。马氏体相的加入及其团簇效果能大幅度提高合金DP600的有效弹性模量和屈服强度,且对单一路径下的后继屈服力学响应影响较小,特有的非均质结构及其F/M在模型中分布的差异性,使得屈服面在复合加载路径的方向上膨胀程度不尽相同,屈服面畸变现象越严重,且对应力空间中的加载路径敏感程度并不相同。（6）碳纳米管凭借独特的微结构构型以及卓越的机械响应,目前已成为金属基复合板材当中最拥前景的增强体类型之一,其引入以及附属的工艺条件势必会造成复合板材微细观结构的改变以及性能上的各向异性。本文考虑了增强相拓扑及基体形貌、尺寸、晶粒梯度等微结构因素对CNT/Al复合板材力学响应、后继各向异性的影响规律。研究表明,复合板材CNT/Al的增强相影响区主要受再结晶以及球磨条件的高度控制,由160rpm/8h球磨转速处理的CNT/Al复合板材中具有较大的增强相影响区厚度,且强度和延展性达到了非凡的结合。板材中GNDs和SSDs分布差异明显,且GNDs表现出强烈的应变路径和历史相关性。随着CNT影响区厚度的增加,基体晶粒不规则度越大,会使得复合板材弹性模量及抗拉强度的提高,且对硬化演化产生影响,应变硬化率提高,不同预变形下的后继各向异性屈服更加明显。随着基体晶粒梯度的增加及大晶粒的加入,具有三级晶粒尺寸梯度的Trimodal模型对降低模型内部整体应力以及后继各向异性的敏感程度具有重要作用。综上,通过归纳总结变路径下多晶协调变形微细观机制对宏观力学及后继各向异性性能的影响规律,可为精确控制板材塑性成形提供理论依据。
杨会超[9]（2021）在《基于近场动力学的起重机主梁损伤机理及识别方法研究》文中提出作为现代工业的重要设备之一,起重机的运行吨位及速度不断提升,显着地提高了企业的生产能力及生产效率。同时,起重机经常在重载、高使用频率的工作环境下运行,发生事故往往会造成恶劣的影响,其安全性受到越来越多的重视。主梁作为起重机机械结构的关键部件之一,结构复杂且制造工艺繁琐,在运行中长期承受重载和循环冲击载荷的作用,容易产生损伤,甚至引发安全事故。然而,现有的超声波、涡流探伤等局部无损检测方法,不能全面反映起重机械结构及主梁的健康状况,且不具有预先性,难以满足有效识别起重机主梁损伤的需要。因此,迫切需要研究起重机主梁的损伤机理,并结合损伤识别方法,对主梁的损伤进行识别。本论文针对起重机主梁损伤机理复杂,以及现有主梁损伤识别方法存在的不足,通过近场动力学理论建立起重机主梁模型,研究起重机主梁以弹塑性变形、裂纹萌生和扩展为形式的损伤机理,以及在损伤演化过程中出现的应变、应力波等工程可测信号的产生机理与传播特性。并在此基础上,结合信号分析与处理方法,对损伤进行识别,为起重机主梁的结构安全性评估提供依据。论文主要工作如下:（1）对近场动力学的理论及三种数值模型的发展进行对比分析,分别从本构模型、数值计算方法、耦合方法等方面评述了近场动力学理论的研究现状;详细讨论了近场动力学理论在损伤与破坏和弹性波传播方面的应用研究。通过对损伤识别理论与近场动力学理论的系统综述,突出其在损伤识别方面应用的优势。（2）通过构建弹塑性本构关系,提出适用于研究金属材料弹塑性变形的改进近场动力学微极模型,分析金属材料的弹塑性变形及损伤演化;并提出异种材料交界面的近场动力学微极模型,研究焊接结构的弹塑性变形及损伤演化。针对近场动力学微极模型可变泊松比的特点,结合弹塑性力学理论,通过物质点位移计算应变数值,并采用米塞斯屈服理论判断弹塑性变形状态,针对物质点的应变数值采用不同的本构方程来数值模拟金属材料的弹塑性变形,以及损伤演化;同时,通过交界面的等截面复合梁模型,将不同材质的复合键组成“微极梁”,建立异种材料交界面近场动力学微极模型,分析异种材料交界面的弹塑性变形及损伤演化。（3）根据疲劳理论及断裂力学,在近场动力学普通态基模型的基础上提出了基于虚拟裂纹闭合法的近场动力学疲劳模型。在疲劳裂纹萌生阶段,根据疲劳理论的局部应变法,结合Manson-Coffin公式及疲劳元模型,通过分析初始核心键在循环载荷下的循环伸长率提出了疲劳核心键的剩余寿命公式,得到主梁裂纹萌生阶段的疲劳寿命及损伤位置。在疲劳裂纹扩展阶段,根据疲劳裂纹扩展过程中物质点的键平均伸长率,提出哑点模型定量描述疲劳裂纹扩展路径。针对单裂纹或对称裂纹的简单疲劳损伤形式,提出近场动力学全域虚拟裂纹闭合法,分析疲劳裂纹扩展过程中结构体的应变能释放率及应力强度因子;针对复杂/多疲劳裂纹的损伤形式,提出近场动力学局域虚拟裂纹闭合法来计算裂尖虚拟裂纹闭合区域键的闭合功,从而得到损伤过程中应变能释放率及应力强度因子的变化情况。并针对复合型疲劳裂纹,将应变能释放率与最大周向应力理论相结合,提出疲劳裂纹模式分解方法。（4）采用所提出的近场动力学方法,分析起重机主梁的损伤机理。针对起重机主梁的弹塑性变形及损伤,采用改进后的近场动力学微极模型,分析主梁模型在损伤过程中的应变分布、裂纹长度以及承载力,并模拟含止裂孔工艺的主梁损伤演化,发现存在的初始裂纹容易导致主梁的损伤;针对起重机主梁的焊接结构,采用提出的异种材料交界面微极模型,数值计算主梁焊接结构的损伤演化,分析不同缺陷对焊缝的影响,得到了焊接结构的损伤机理;针对起重机主梁的疲劳损伤,采用基于虚拟裂纹闭合法的近场动力学疲劳模型,分析主梁模型的疲劳裂纹萌生位置及寿命,分析了不同循环载荷最大值、不同应力比下主梁模型的疲劳裂纹扩展长度与寿命的关系,得到起重机主梁的疲劳损伤机理。（5）以起重机主梁在工作中承受冲击载荷时产生的应变信号为研究对象,提出一种基于近场动力学普通态基模型的主梁应变模态损伤识别方法。根据近场动力学普通态基模型,建立了起重机主梁的三维模型,模拟主梁在工作冲击载荷下的应变信号,并结合机械振动理论,得到主梁模型的应变模态;计算应变模态得到主梁上均布节点的差分曲线,并通过构建损伤位置敏感系数,实现损伤位置的识别;同时,利用损伤位置局部的应变模态差分数据建立ARMA模型,通过模型的预测功能得到主梁损伤节点在未损伤情况下的应变差分数据,从而通过构建的损伤程度系数来定量识别主梁结构的损伤程度。最后,通过起重机主梁模型的应变模态测试实验,对所提出的主梁损伤识别方法进行验证。
蒲育[10]（2020）在《多场耦合作用下功能梯度微梁的静动态响应分析》文中提出微机电系统（MEMS）目前广泛应用于航空航天、生物医疗、汽车电子、信息通讯和环境监测等领域。MEMS是采用先进复合材料和微机械加工技术将微组件进行微电路集成,微组件的尺度通常在微米乃至纳米量级,且其核心组件通常可简化为微结构单元,如微梁、微板、微壳等。一方面,功能梯度材料（FGM）和功能梯度压磁/压电材料（FGPM）作为当前先进复合材料和智能材料的典型代表,因其可设计性,它能实现结构不同部位对材料功能的特殊环境要求以及智能控制,另一方面,梁模型以其简单而高效的结构形式,广泛应用于现代工程诸多领域,如微传感器、微驱动器、微谐振器等。随着近些年微/纳米测试技术的迅猛发展,许多材料力学实验已表明:微结构的静动态力学特性均呈现出尺度依赖性。但经典连续介质力学理论无法解释尺度效应这一现象,学者们为此提出了不同的非经典连续介质力学理论,如非局部弹性理论、偶应力理论和非局部应变梯度理论等。在实际工程中,微结构会遇到各种复杂的服役工况,如湿-热环境、磁-电-热环境。分析多场耦合作用下此类微结构的静动态力学特性对于MEMS核心组件的安全与设计、功能与优化、智能与控制具有十分重要的意义,这也是复合材料细观力学和纳米力学优先发展的前沿课题,因而目前备受学者们关注和重视。本文以MEMS中复合材料微梁结构单元的静动态力学行为具有尺度效应为研究背景,在两类位移场描述法下采用一种n阶广义梁理论（GBT）,在Eringen非局部弹性理论框架下和Hamilton体系下对服役于特定多物理场作用下功能梯度微梁的耦合静动态响应分析实施了力学建模,寻求有效且优化的数值方法实施了多物理场作用及多因素影响下功能梯度微梁耦合静动态响应分析的定量数值求解。为了便于解耦,为此提出一种改进型广义微分求积法（MGDQ）求解功能梯度微梁在多物理场作用下的耦合振动问题。为避免耦合屈曲问题求解的再次解耦,则首次采用了振动与屈曲这两类静动态力学行为之间的二元耦联性实施解耦,统一编写了两类问题MGDQ法数值求解的MATLAB计算程序。当考虑有阻尼作用情况时,粘弹性FGM/FGPM微梁结构振动的特征频率为复数,应用MGDQ法则很难快速准确的识别有效频率,因而采用一种扩展型广义Navier法求解了特定多物理场作用下三种典型边界FGM/FGPM微梁的粘弹性自由振动问题。具体来讲,本文的主要研究内容包括:（1）基于n阶GBT和Eringen非局部弹性理论,以轴向位移、弯曲变形和剪切变形项横向位移为基本未知量描述位移场,在Hamilton体系下统一建立了湿-热-力耦合作用下多孔FGM微梁静动态响应分析的力学模型,推导出了控制方程和非局部边界条件。该模型考虑了材料加工缺陷微孔隙的影响,采用了双参数Winkler-Pasternak弹性地基,同时考虑了湿度与温度沿梁厚度方向按不同类型稳态分布以及材料物性随温度变化的相关性,基于含孔隙率修正的Voigt混合幂率模型表征FGM微梁的材料属性。采用MGDQ法数值研究了弹性地基上多孔FGM微梁在湿-热环境中以及在初始轴向机械力作用的耦合振动和耦合屈曲特性。此外,考虑了外加横向静载荷的作用,应用Navier法研究了多孔FGM简支微梁在湿-热-力共同作用下的耦合弯曲特性。（2）考虑了材料结构的粘弹性以及地基粘弹性的外阻尼效应,提出了三参数粘弹性地基上多孔功能梯度粘弹性微梁模型。基于n阶GBT和Eringen非局部理论,以轴向位移、截面转角和横向位移为基本未知量描述位移场,应用Hamilton原理,建立了粘弹性地基上多孔FGM微梁在湿-热环境中以及在初始轴向机械载荷共同作用下的动力学方程并导出了非局部边界条件,应用一种扩展型广义Navier法数值分析了3种典型边界下该粘弹性FGM微梁的有阻尼自由振动特性。（3）考虑了压电和压磁两种材料复合而组成的功能梯度材料,采用n阶GBT,基于多场耦合Eringen非局部弹性理论和Maxwell方程,以轴向位移、弯曲变形项横向位移、剪切变形项横向位移、电位和磁位为基本未知量,在Hamilton体系下统一建立了磁-电-热-力耦合作用下FGPM微梁静动态响应分析的力学模型,推导出了控制方程和非局部边界条件。考虑了外电场极化、外磁场磁化以及温度分布均沿FGPM微梁的厚度方向,采用了双参数弹性地基模型,应用MGDQ法数值研究了弹性地基上FGPM微梁在磁-电-热环境中以及在初始轴向机械力共同作用的耦合振动和耦合屈曲特性。此外,考虑了外加横向静载荷的作用,采用Navier法分析了FGPM简支微梁在磁-电-热-力共同作用下的耦合弯曲特性。（4）从能量耗散角度出发,采用三参数粘弹性地基模型,同时考虑了材料结构内阻尼因素的影响,提出了磁-电-热-力-粘弹作用下FGPM微梁的动力学模型。基于多场耦合Eringen非局部理论,以轴向位移、截面转角和横向位移为基本未知量描述位移场,采用n阶GBT,应用Hamilton原理建立了该模型的动力学控制方程,采用扩展型广义Navier法数值研究了该粘弹性FGPM微梁在磁-电-热环境中以及在初始轴向机械力共同作用下的有阻尼自由振动特性,深入分析了多因素对微梁动力学输出响应重要参数的影响。（5）在数值求解耦合问题方面,本文采用优化的数值方法实施了复杂系统的定量模拟计算。首先通过引入边界条件控制参数,应用MGDQ法实施了3种不同典型边界FGM/FGPM微梁耦合振动响应求解的MATLAB统一化编程。其次基于屈曲与振动这两种静动态力学行为之间的二元耦联性,通过编写相应循环子程序用以获得FGM/FGPM微梁系统的耦合屈曲静态响应。研究结果表明:该分析方法行之有效,此过程避免了微梁耦合屈曲响应求解的二次解耦,极大的提高了计算效率,二次优化了MGDQ这一数值分析方法。（6）揭示了屈曲与振动这两类静动态力学行为之间的二元耦联性,重点刻画了尺度效应、多参数及多因素对于多场耦合作用下FGM/FGPM微梁静动态响应的影响规律,深入分析了其耦合作用影响机理。研究结果可为今后MEMS中复合材料微梁结构单元的安全与设计、功能与优化、智能与控制提供必要的理论依据和应用参考,同时也为多场耦合作用下功能梯度此类复合材料微结构的力学行为研究提供两种切实可行、行之有效的数值分析方法。
二、论连续介质微观力学的经典理论（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、论连续介质微观力学的经典理论（论文提纲范文）
（1）裂隙岩体渗流-应力耦合近场动力学模拟分析方法及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 近场动力学理论研究现状 |
| 1.2.2 流固耦合理论研究现状 |
| 1.2.3 流固耦合数值模拟研究现状 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 主要内容与创新点 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 第二章 键型近场动力学微观弹塑性本构模型 |
| 2.1 键型近场动力学理论 |
| 2.1.1 基本理论 |
| 2.1.2 现有键型近场动力学本构模型 |
| 2.2 键型近场动力学微观弹塑性本构模型 |
| 2.2.1 基本理论 |
| 2.2.2 模型离散化方法 |
| 2.2.3 程序实现 |
| 2.3 微观弹塑性本构模型应用与验证 |
| 2.3.1 岩石单轴压缩试验 |
| 2.3.2 岩石循环加卸载试验 |
| 2.3.3 预制单裂隙岩石单轴压缩试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 态型近场动力学微观弹塑性本构模型理论 |
| 3.1 态型近场动力学理论 |
| 3.1.1 基本概念 |
| 3.1.2 普通态型近场动力学基本理论 |
| 3.1.3 二维平面应变问题 |
| 3.1.4 二维平面应力问题 |
| 3.2 态型近场动力学微观弹塑性本构模型 |
| 3.2.1 基本理论 |
| 3.2.2 程序实现 |
| 3.3 微观弹塑性本构模型应用与验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 近场动力学与有限体积法耦合计算方法 |
| 4.1 有限体积法概述 |
| 4.2 近场动力学与有限体积法耦合理论 |
| 4.2.1 固体模块计算 |
| 4.2.2 流体模块计算 |
| 4.2.3 耦合计算方案 |
| 4.2.4 程序开发实现 |
| 4.3 流固耦合模拟应用与验证 |
| 4.3.1 多孔介质渗流模拟 |
| 4.3.2 流体驱动的裂缝扩展模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 泉域地铁修建与地下水渗流相互影响规律 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.1.1 地形地貌 |
| 5.1.2 区域水文地质条件 |
| 5.2 泉域地铁修建对地下水渗流影响规律分析 |
| 5.2.1 计算模型建立 |
| 5.2.2 计算工况设置 |
| 5.2.3 模拟结果分析 |
| 5.3 泉域地铁修建与裂隙岩体渗流-应力耦合模拟 |
| 5.3.1 计算模型建立 |
| 5.3.2 计算工况设置 |
| 5.3.3 模拟结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间参与的科研项目 |
| 在读期间发表的论文 |
| 在读期间申请的专利 |
| 在读期间获取的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）材料非协调变形的非欧几何模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外非欧几何理论的研究现状 |
| 1.2.1 应变局域化的非局部模型的研究 |
| 1.2.2 消除应力集中的数学模型研究 |
| 1.2.3 描述残余应力的非欧几何模型的研究 |
| 1.3 总结 |
| 1.4 本文的主要研究内容和创新点: |
| 第2章 非协调系数R的确定 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 黎曼连续统的运动学变量 |
| 2.3 模型控制方程组与自由能的选取 |
| 2.4 无旋位移场和自平衡应力场的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 极坐标系下材料内部残余应力非欧几何模型的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 从经典模型到非欧几何模型的过渡 |
| 3.3 应力函数和自平衡场的解 |
| 3.4 极坐标系下对残余应力的描述 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 消除无限小孔边应力集中数学模型的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 球对称坐标系中经典应力分量的构造 |
| 4.3 经典模型向非欧几何模型的过渡 |
| 4.4 应力函数的解和应力集中的消除 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 局部化塑性区二维非欧几何解的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 应力函数的解 |
| 5.3 应变函数的解 |
| 5.4 局部变形的描述 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）筒形件强力旋压损伤模型及韧性断裂行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 损伤力学模型研究 |
| 1.3 解耦损伤模型 |
| 1.3.1 经验模型 |
| 1.3.2 孔洞长大模型 |
| 1.3.3 高温韧性断裂准则 |
| 1.4 耦合损伤模型 |
| 1.4.1 连续介质损伤模型 |
| 1.4.2 细观力学损伤模型 |
| 1.5 旋压成形韧性断裂研究现状 |
| 1.6 组织与性能定量关系的研究方法 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 第2章 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 室温韧性断裂试验 |
| 2.3 高温力学性能测试试验 |
| 2.4 Ti-6Al-4V合金筒形件力学性能测试试验 |
| 2.5 强力旋压实验设计 |
| 2.5.1 2024-T351 铝合金筒形件可旋性实验 |
| 2.5.2 2024-T351 铝合金多道次筒形件反旋试验 |
| 2.5.3 Mg-6Gd-5Y-0.3Zr合金热旋可旋性实验 |
| 第3章 低应力三轴度下的GTN模型修正及可靠性评估 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 筒形件可旋性试验结果及有限元模型的建立 |
| 3.3 现有的GTN剪切修正模型在旋压成形下的适用性评估 |
| 3.3.1 Xue的剪切修正模型 |
| 3.3.2 Malcher的剪切修正模型 |
| 3.3.3 Zhou的剪切修正模型 |
| 3.3.4 Jiang的剪切修正模型 |
| 3.3.5 现有剪切修正模型在旋压中的适用性评估 |
| 3.4 GTN模型的修正 |
| 3.5 修正GTN模型的数值实现方法 |
| 3.5.1 求解数值积分流程 |
| 3.5.2 修正GTN模型的验证 |
| 3.5.3 模型参数校订 |
| 3.6 修正GTN模型在筒形件可旋性试验中的验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于修正GTN模型的冷强旋损伤演化规律及断裂机理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 筒形件强力旋压实验及有限元模型的建立 |
| 4.2.1 筒形件强力旋压试验设计及结果 |
| 4.2.2 筒形件强力旋压的有限元模型 |
| 4.3 2024-T351 筒形件强力旋压模拟结果 |
| 4.3.1 单道次旋压模拟结果 |
| 4.3.2 多道次强力旋压模拟结果 |
| 4.4 2024-T351 筒形件强力旋压断裂机理研究 |
| 4.4.1 单道次与多道次旋压过程中内变量演化规律的对比分析 |
| 4.4.2 筒形件多道次旋压断裂机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于连续性介质损伤力学的热旋压损伤建模及断裂行为 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 损伤建模 |
| 5.3 Mg-6Gd-5Y-0.3Zr合金流变应力模型 |
| 5.3.1 热压缩实验分析 |
| 5.3.2 流动应力模型的建立 |
| 5.3.3 流动应力模型参数的确定 |
| 5.4 Mg-6Gd-5Y-0.3Zr合金热变形耦合损伤建模 |
| 5.5 数值积分算法 |
| 5.5.1 弹性预测 |
| 5.5.2 塑性修正 |
| 5.6 热损伤参数校正 |
| 5.7 热损伤模型在旋压中的应用 |
| 5.7.1 筒形件热旋压可旋性实验 |
| 5.7.2 热旋压可旋性模拟结果及验证 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 基于应变梯度-损伤耦合模型的旋压组织细观力学行为研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 CMSG理论及其在有限元中的实现 |
| 6.2.1 CSMG应变梯度本构 |
| 6.2.2 α_p相损伤建模 |
| 6.2.3 CMSG理论的数值实现方法 |
| 6.3 Ti-6Al-4V合金旋压件力学性能测试 |
| 6.4 基于微观结构的有限元建模 |
| 6.4.1 周期性边界条件及均匀化方法 |
| 6.4.2 材料属性 |
| 6.5 CMSG模型与传统塑性理论模型的对比 |
| 6.6 旋压纤维化组织对材料性能的影响 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）基于复合混合物理论的冻土多场耦合研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 土体冻结及冻胀试验研究 |
| 1.2.2 土体冻结及冻胀模型研究 |
| 1.2.3 复合混合物理论研究 |
| 1.2.4 人工冻结帷幕预测研究 |
| 1.3 国内外研究存在的不足及亟待解决的问题 |
| 1.4 主要研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 冻结状态下多孔介质复合混合物理论的改进 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平均化方法 |
| 2.2.1 代表体积单元 |
| 2.2.2 平均化定理 |
| 2.2.3 一般方程的平均化 |
| 2.2.4 运动方程 |
| 2.3 非饱和冻土宏观尺度平衡方程 |
| 2.3.1 质量守恒方程 |
| 2.3.2 线动量守恒方程 |
| 2.3.3 能量守恒方程 |
| 2.3.4 熵不等式 |
| 2.4 宏观本构方程的确定 |
| 2.4.1 独立变量的选取 |
| 2.4.2 熵不等式的扩展 |
| 2.4.3 平衡态的限制 |
| 2.4.4 近平衡态过程 |
| 2.4.5 广义Darcy定律 |
| 2.4.6 广义Fick定律 |
| 2.4.7 广义Fourier定律 |
| 2.4.8 土骨架的应力与总应力 |
| 2.4.9 土骨架和流相的密度 |
| 2.4.10 潮湿空气的压力 |
| 2.4.11 吸附平衡 |
| 2.4.12 Clapeyron方程 |
| 2.5 闭合场方程系统 |
| 2.5.1 闭合场质量守恒方程 |
| 2.5.2 闭合场动量守恒方程 |
| 2.5.3 闭合场能量守恒方程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 非饱和冻土多场耦合模型的建立与求解 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非饱和冻土多场耦合模型的建立 |
| 3.2.1 基本假设 |
| 3.2.2 水分场质量守恒方程 |
| 3.2.3 干空气质量守恒方程 |
| 3.2.4 能量守恒方程 |
| 3.2.5 动量守恒方程 |
| 3.2.6 冰透镜体形成准则 |
| 3.3 非饱和冻土多场耦合模型的求解 |
| 3.3.1 数值模拟原理 |
| 3.3.2 弱形式方程的求解 |
| 3.3.3 有限单元法方程的转变 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 非饱和冻土本构模型参数试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 冻土三轴试验 |
| 4.2.1 试样制备与设计 |
| 4.2.2 试验设备 |
| 4.2.3 试验结果分析 |
| 4.2.4 弹塑性损伤本构模型的建立 |
| 4.3 核磁共振试验 |
| 4.3.1 概述 |
| 4.3.2 核磁共振基本原理 |
| 4.3.3 试验设计 |
| 4.3.4 试验结果分析 |
| 4.3.5 冻融特征曲线的推导 |
| 4.4 冻胀试验 |
| 4.4.1 试验设备 |
| 4.4.2 试验方案设计 |
| 4.4.3 试验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 冻土多场耦合数值模拟分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 封闭体系粉质粘土多场耦合数值模拟 |
| 5.2.1 概述 |
| 5.2.2 封闭体系粉质粘土温度场 |
| 5.2.3 封闭体系粉质粘土水分场 |
| 5.2.4 封闭体系粉质粘土位移场 |
| 5.3 开放体系粉质粘土多场耦合数值模拟 |
| 5.3.1 概述 |
| 5.3.2 开放体系粉质粘土温度场 |
| 5.3.3 开放体系粉质粘土水分场 |
| 5.3.4 开放体系粉质粘土位移场 |
| 5.4 MIZOGUCHI试验多场耦合数值模拟 |
| 5.4.1 概述 |
| 5.4.2 Mizoguchi试验砂土水分场 |
| 5.4.3 Mizoguchi试验砂土温度场 |
| 5.5 两类“锅盖效应”数值模拟 |
| 5.5.1 概述 |
| 5.5.2 两类“锅盖效应”水分场 |
| 5.5.3 两类“锅盖效应”温度场 |
| 5.6 饱和冻土多场耦合数值模拟 |
| 5.6.1 概述 |
| 5.6.2 饱和冻土水分和温度场 |
| 5.6.3 饱和冻土位移场 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 多场耦合理论在冻结法工程中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 饱和人工冻土水热耦合模型建立 |
| 6.2.1 基本假设 |
| 6.2.2 温度场控制方程 |
| 6.2.3 水分场控制方程 |
| 6.2.4 水热耦合模型验证 |
| 6.3 哈尔滨地铁二号线盾构始发端头加固 |
| 6.3.1 工程概况 |
| 6.3.2 施工方案设计 |
| 6.3.3 端头井冻结法加固数值模拟 |
| 6.4 哈尔滨地铁三号线联络通道冻结加固 |
| 6.4.1 工程概况 |
| 6.4.2 施工方案设计 |
| 6.4.3 联络通道冻结法施工数值模拟 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）基于非平衡态热力学的热-化-力耦合连续介质理论及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 热-化-力耦合理论的研究现状 |
| 1.2.1 开放系统的连续介质热力学 |
| 1.2.2 热-化-力耦合理论的发展 |
| 1.2.3 现有理论存在的不足 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 开放系统的连续介质热力学理论框架 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论框架 |
| 2.2.1 质量平衡 |
| 2.2.2 一般输运定理 |
| 2.2.3 动量定理 |
| 2.2.4 动量矩定理 |
| 2.2.5 热力学第一定律 |
| 2.2.6 热力学第二定律 |
| 2.3 热力学定律的讨论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 热-化-力耦合大变形理论及金属氧化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论框架 |
| 3.2.1 运动学和化学反应 |
| 3.2.2 平衡定律和熵增不等式 |
| 3.2.3 状态方程 |
| 3.2.4 动力学方程 |
| 3.2.5 客观性原则 |
| 3.3 金属氧化案例 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 硅电极锂化的扩散-反应-变形耦合模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型 |
| 4.3 硅电极的锂化 |
| 4.3.1 塑性流动 |
| 4.3.2 斐克定律 |
| 4.3.3 锂化反应动力学 |
| 4.3.4 有限差分计算 |
| 4.3.5 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 软物质的热-化-力耦合模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.3 案例 |
| 5.3.1 无约束立方体凝胶中的反应和扩散 |
| 5.3.2 水解反应引起的瞬态响应 |
| 5.3.3 单轴拉伸的稳态变形 |
| 5.3.4 力化加载条件下的瞬态响应 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 扩散-反应-变形耦合理论的有限元模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 理论模型 |
| 6.2.1 守恒定律和热力学 |
| 6.2.2 本构关系和定解条件 |
| 6.3 有限元模型及实现 |
| 6.4 案例 |
| 6.4.1 具体本构关系 |
| 6.4.2 平面八节点单元 |
| 6.4.3 验证模型 |
| 6.4.4 悬臂梁的弯曲变形 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.2 选题依据与目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 隧道突水突变机理 |
| 1.2.2 突水灾变演化过程模拟方法 |
| 1.2.3 近场动力学在岩土工程中的应用 |
| 1.2.4 研究现状发展趋势与存在问题 |
| 1.3 主要内容与创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 基于矩阵运算的裂隙岩体三维近场动力学模拟 |
| 2.1 近场动力学基本理论 |
| 2.1.1 连续-非连续模拟的非局部作用思想 |
| 2.1.2 常规态型近场动力学模型 |
| 2.1.3 动态/静态问题数值求解方法 |
| 2.2 节理裂隙岩体强度折减本构模型 |
| 2.2.1 基于强度折减理论的岩体本构模型 |
| 2.2.2 岩体本构模型参数确定方法 |
| 2.3 非均质岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.3.1 岩体材料非均质特性表征 |
| 2.3.2 岩体材料压缩破坏模拟 |
| 2.4 基于矩阵运算的高效求解策略 |
| 2.4.1 近场动力学矩阵运算基本原理 |
| 2.4.2 近场动力学矩阵运算程序开发 |
| 2.4.3 近场动力学矩阵运算效率分析 |
| 2.5 岩体破坏三维模拟算例验证 |
| 2.5.1 完整岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.2 节理岩体破坏过程模拟 |
| 2.5.3 裂隙岩体破坏过程模拟 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 裂隙岩体应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 3.1 地下水渗流近场动力学模型 |
| 3.1.1 等效连续介质渗流模型 |
| 3.1.2 离散裂隙网络渗流模型 |
| 3.1.3 孔隙-裂隙双重介质渗流模型 |
| 3.2 裂隙岩体流-固耦合模拟方法 |
| 3.2.1 物质点双重覆盖理论模型 |
| 3.2.2 流-固耦合矩阵运算与程序开发 |
| 3.3 应力状态对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.3.1 应力状态对水力裂隙的影响机制 |
| 3.3.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.4 天然裂隙对水力裂隙扩展路径的影响规律 |
| 3.4.1 天然裂隙与水力裂隙相互作用关系 |
| 3.4.2 水力裂隙扩展路径模拟结果分析 |
| 3.5 岩体裂隙网络水力压裂过程损伤破坏规律 |
| 3.5.1 裂隙网络对水力裂隙的影响机制 |
| 3.5.2 裂隙网络岩体水力压裂模拟结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 隧道开挖卸荷效应近场动力学模拟 |
| 4.1 卸荷效应模拟的物质点休眠法 |
| 4.1.1 物质点休眠法基本思想 |
| 4.1.2 开挖卸荷模拟程序设计 |
| 4.2 隧道开挖损伤区模拟分析 |
| 4.2.1 隧道开挖损伤区形成机制 |
| 4.2.2 隧道开挖损伤区演化过程 |
| 4.2.3 隧道开挖围岩位移场变化规律 |
| 4.3 渗流卸荷近场动力学模拟 |
| 4.3.1 孔隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.2 裂隙介质渗流卸荷模拟 |
| 4.3.3 双重介质渗流卸荷模拟 |
| 4.4 卸荷作用下应力-渗流耦合近场动力学模拟 |
| 4.4.1 卸荷作用下应力-渗流近场动力学模拟方法 |
| 4.4.2 卸荷作用下应力-渗流耦合模拟程序设计 |
| 4.5 隧道开挖损伤区应力-渗流耦合模拟 |
| 4.5.1 渗流对隧道开挖损伤区的影响机制 |
| 4.5.2 渗透压力对隧道开挖损伤的影响规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 隧道隔水岩体渐进破坏突水灾变过程模拟 |
| 5.1 歇马隧道突水灾害概述 |
| 5.1.1 依托工程概况 |
| 5.1.2 工程现场突水情况 |
| 5.2 隧道岩体破坏突水地质力学模型试验 |
| 5.2.1 地质力学模型试验概述 |
| 5.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程 |
| 5.3 隧道岩体破坏突水近场动力学模型 |
| 5.3.1 隧道施工过程三维模型 |
| 5.3.2 监测断面布置情况 |
| 5.4 隧道岩体破坏突水模拟结果分析 |
| 5.4.1 围岩损伤状态分析 |
| 5.4.2 围岩渗流场分析 |
| 5.4.3 围岩位移场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 隧道隔水岩体渐进破坏突水影响因素分析 |
| 6.1 岩溶隧道突水影响因素与模型设计 |
| 6.1.1 岩溶隧道突水影响因素 |
| 6.1.2 岩溶隧道突水模拟工况设计 |
| 6.2 岩溶隧道突水灾变过程工程尺度模拟 |
| 6.2.1 工程尺度模拟三维数值模型 |
| 6.2.2 隔水岩体渐进破坏突水过程分析 |
| 6.3 岩溶隧道突水影响因素分析 |
| 6.3.1 溶洞发育规模 |
| 6.3.2 溶洞水压力 |
| 6.3.3 围岩弹性模量 |
| 6.3.4 围岩抗拉强度 |
| 6.3.5 隧道埋深 |
| 6.3.6 溶洞位置 |
| 6.4 基于数值模拟结果的隧道突水防控措施分析 |
| 6.4.1 最小安全厚度计算结果分析 |
| 6.4.2 岩溶隧道突水防控措施分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 近场动力学岩土工程数值仿真软件及应用 |
| 7.1 数值仿真软件研发 |
| 7.1.1 软件功能设计 |
| 7.1.2 软件架构设计 |
| 7.1.3 软件运行环境 |
| 7.2 数值仿真软件介绍 |
| 7.2.1 用户界面介绍 |
| 7.2.2 使用方法介绍 |
| 7.3 应用实例分析 |
| 7.3.1 模型概况 |
| 7.3.2 模拟结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 博士期间发表的论文 |
| 博士期间申请的专利 |
| 博士期间获得的奖励 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）新型水泥基注浆材料振动波传播机理及波动响应特征研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究现状存在的不足 |
| 1.5 研究内容和方法 |
| 2 新型水泥基注浆材料(NCG)结石体多孔多相微观特征研究 |
| 2.1 NCG材料配比设计 |
| 2.2 NCG结石体微观形态及固相组成研究 |
| 2.3 NCG结石体纳米尺度孔结构特征研究 |
| 2.4 NCG结石体微米尺度多相微观结构研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 NCG结石体多孔多相介质动力学模型研究 |
| 3.1 多孔多相介质动力学模型的建立 |
| 3.2 孔结构特征参数及渗透性能参数 |
| 3.3 毛管压力曲线及其特征参数 |
| 3.4 介质弹性参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多孔多相介质振动波传播机理及NCG结石体波动特性研究 |
| 4.1 多孔多相介质波动方程 |
| 4.2 体波的特征方程 |
| 4.3 NCG结石体体波传播特性分析 |
| 4.4 NCG材料隔振应用建议 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 NCG结石体等效介质模型及振动波响应特征研究 |
| 5.1 NCG结石体等效介质模型 |
| 5.2 NCG结石体振动波响应数值模型 |
| 5.3 NCG结石体振动波响应特征分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（8）基于介观塑性变形机理的金属板材后继各向异性行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展与现状 |
| 1.2.1 高强合金及复合板材成形研究进展及现状 |
| 1.2.2 塑性变形的理论研究层次 |
| 1.2.3 宏观唯象与介观物理本构模型 |
| 1.2.4 介观塑性本构研究进展及现状 |
| 1.2.5 晶体塑性有限元的应用进展及现状 |
| 1.2.6 各向异性及后继各向异性行为的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.3.1 问题的提出 |
| 1.3.2 主要研究内容 |
| 第2章 板材的多尺度实验表征及介观本构模型的构建 |
| 2.1 金属及金属基复合板材的多尺度实验概述 |
| 2.2 高强合金的多尺度实验表征 |
| 2.2.1 高强合金的宏观实验表征 |
| 2.2.2 高强合金的介观实验表征 |
| 2.2.3 高强合金的微观实验表征 |
| 2.3 碳纳米管增强铝基复合板材的多尺度实验表征 |
| 2.3.1 复合板材的宏观实验表征 |
| 2.3.2 复合板材的介观实验表征 |
| 2.4 介观塑性本构理论概述 |
| 2.5 晶体塑性本构模型的构建 |
| 2.5.1 位错和塑性变形 |
| 2.5.2 单晶体本构方程 |
| 2.5.3 流动准则及率相关硬化方程 |
| 2.6 晶体塑性本构模型的有限元实现 |
| 2.6.1 应力积分方案 |
| 2.6.2 单晶UMAT的建立与调用 |
| 2.7 应变梯度塑性本构模型的构建及有限元实现 |
| 2.7.1 Taylor位错密度方程 |
| 2.7.2 流动方程及等效应变梯度 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 板材的介观有限元建模及参数标定 |
| 3.1 介观有限元几何建模概述 |
| 3.1.1 多晶均匀化计算方法 |
| 3.1.2 多晶有限元几何建模方法 |
| 3.1.3 两种高强合金的晶粒分析 |
| 3.1.4 金属基复合板材的晶粒分析 |
| 3.2 基于Voronoi算法的铝合金介观有限元建模 |
| 3.2.1 Voronoi算法的基本概念 |
| 3.2.2 Voronoi多晶模型类型及建模现状 |
| 3.2.3 基于Python脚本的二次开发参数化建模 |
| 3.2.4 多晶模型的边界条件施加及后处理方法 |
| 3.3 Voronoi模型的敏感度分析 |
| 3.3.1 不同随机取向 |
| 3.3.2 RVE晶粒的分布 |
| 3.3.3 晶粒不规则度 |
| 3.3.4 网格密度 |
| 3.4 铝合金晶体塑性参数的标定 |
| 3.4.1 不同晶体塑性参数的影响 |
| 3.4.2 铝合金晶体塑性参数的标定 |
| 3.5 双相钢介观有限元建模及参数标定 |
| 3.5.1 基于EBSD图像的介观有限元模型 |
| 3.5.2 纳米压痕有限元模型的建立 |
| 3.5.3 基于纳米压痕的参数反演 |
| 3.6 复合板材介观有限元建模及参数标定 |
| 3.6.1 考虑基体与增强相区分的介观建模 |
| 3.6.2 基体有限元模型的参数标定 |
| 3.6.3 不同应变梯度塑性参数的影响 |
| 3.6.4 复合板材有限元模型的参数标定 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 高强合金的后继各向异性行为研究 |
| 4.1 高强铝合金后继力学行为分析 |
| 4.1.1 后继塑性变形概述 |
| 4.1.2 铝合金不同预变形的后继塑性变形仿真 |
| 4.1.3 铝合金不同后继塑性变形程度的仿真 |
| 4.1.4 铝合金后继塑性变形对比分析 |
| 4.2 单轴预变形的后继各向异性分析 |
| 4.2.1 铝合金初始屈服面的构建 |
| 4.2.2 铝合金后继屈服面的构建 |
| 4.2.3 本构参数对后继各向异性的影响 |
| 4.2.4 屈服定义对后继各向异性的影响 |
| 4.2.5 预变形量对后继各向异性的影响 |
| 4.3 组合预变形的后继各向异性分析 |
| 4.3.1 组合预变形屈服定义对后继各向异性的影响 |
| 4.3.2 组合预变形量对后继各向异性的影响 |
| 4.3.3 组合预变形演化对后继各向异性的影响 |
| 4.4 铝合金后继塑性变形织构的演化 |
| 4.5 基于双相钢微结构的后继各向异性分析 |
| 4.5.1 基于微结构的RVE模型及力学行为分析 |
| 4.5.2 双相钢屈服面的构建 |
| 4.5.3 微结构对后继各向异性的影响 |
| 4.6 基于马氏体体积分数的双相钢后继各向异性分析 |
| 4.6.1 RVE的建立及力学行为分析 |
| 4.6.2 体积分数对后继各向异性的影响 |
| 4.7 基于马氏体分布类型的双相钢后继各向异性分析 |
| 4.7.1 RVE的建立及力学行为分析 |
| 4.7.2 分布类型对后继各向异性的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 金属基复合板材的后继各向异性行为研究 |
| 5.1 CNT/Al复合板材研究概述 |
| 5.2 基于CNT/Al工艺条件的后继各向异性分析 |
| 5.2.1 RVE的建立及力学行为分析 |
| 5.2.2 工艺条件的后继各向异性分析 |
| 5.3 基于增强相厚度的后继各向异性分析 |
| 5.3.1 RVE的建立及力学行为分析 |
| 5.3.2 增强相厚度的后继各向异性分析 |
| 5.4 基于晶粒拓扑形貌的后继各向异性分析 |
| 5.4.1 RVE的建立及力学行为分析 |
| 5.4.2 晶粒拓扑形貌的后继各向异性分析 |
| 5.5 基于晶粒梯度的后继各向异性分析 |
| 5.5.1 RVE的建立及力学行为分析 |
| 5.5.2 晶粒梯度的后继各向异性分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）基于近场动力学的起重机主梁损伤机理及识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 近场动力学理论的国内外研究现状 |
| 1.2.1 近场动力学理论的发展与特点 |
| 1.2.2 近场动力学理论的研究现状 |
| 1.2.3 近场动力学理论的应用研究 |
| 1.3 结构损伤识别的国内外研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第二章 近场动力学理论及其数值算法 |
| 2.1 近场动力学键基模型 |
| 2.1.1 基本概念 |
| 2.1.2 PMB本构模型 |
| 2.1.3 损伤及断裂描述 |
| 2.2 近场动力学态基模型 |
| 2.2.1 态的定义及运动控制方程 |
| 2.2.2 普通态基模型的建模方法 |
| 2.2.3 线弹性及弹塑性本构模型 |
| 2.2.4 近场动力学非普通态基模型 |
| 2.3 近场动力学的数值计算方法 |
| 2.3.1 物质的离散与积分 |
| 2.3.2 边界条件及载荷的施加 |
| 2.3.3 显式积分法及数值收敛算法 |
| 2.3.4 算法流程图 |
| 2.4 近场动力学三种模型的对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 改进的近场动力学微极模型及其弹塑性分析 |
| 3.1 近场动力学微极模型及其改进模型 |
| 3.1.1 近场动力学微极模型 |
| 3.1.2 改进的近场动力学微极模型及其弹塑性分析 |
| 3.1.3 数值计算方法 |
| 3.2 金属块损伤演化数值计算及实验分析 |
| 3.3 异种材料交界面的近场动力学微极模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于虚拟裂纹闭合法的近场动力学疲劳模型 |
| 4.1 疲劳损伤过程 |
| 4.2 基于Manson-Coffin公式的近场动力学疲劳萌生模型 |
| 4.3 哑点模型及其疲劳裂纹扩展路径预测 |
| 4.4 基于虚拟裂纹闭合法的近场动力学疲劳模型 |
| 4.4.1 近场动力学全域虚拟裂纹闭合法及疲劳裂纹扩展分析 |
| 4.4.2 近场动力学局域虚拟裂纹闭合法及疲劳裂纹扩展分析 |
| 4.5 近场动力学疲劳模型的计算流程 |
| 4.6 CT试样的疲劳损伤数值计算及实验分析 |
| 4.6.1 CT试样疲劳损伤数值分析及试验 |
| 4.6.2 多孔板疲劳损伤数值分析及疲劳试验 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 基于近场动力学的起重机主梁损伤机理分析 |
| 5.1 起重机主梁弹塑性变形及损伤演化 |
| 5.1.1 起重机主梁模型的弹塑性变形 |
| 5.1.2 起重机主梁模型的损伤演化 |
| 5.2 含焊接结构起重机主梁模型的变形及损伤演化 |
| 5.3 起重机主梁的疲劳损伤机理及疲劳试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于近场动力学应变模态的起重机主梁损伤识别研究 |
| 6.1 基于近场动力学模型的应变模态分析 |
| 6.1.1 应变模态 |
| 6.1.2 基于近场动力学的应变模态分析 |
| 6.2 损伤位置识别 |
| 6.2.1 应变模态差分曲线 |
| 6.2.2 损伤位置识别 |
| 6.3 损伤程度识别 |
| 6.3.1 应变模态差分值预测 |
| 6.3.2 损伤程度识别 |
| 6.4 主梁模型应变模态实验及损伤识别 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
（10）多场耦合作用下功能梯度微梁的静动态响应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 非经典连续介质力学理论研究概述 |
| 1.3 功能梯度材料概述 |
| 1.4 梁的几何变形理论 |
| 1.5 跨尺度功能梯度梁的研究现状 |
| 1.6 本文的主要研究工作及创新点 |
| 1.7 本文的研究技术路线 |
| 第2章 湿-热-力耦合作用多孔FGM微梁的静动态响应 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 湿-热-力耦合作用下多孔FGM微梁的动力学控制方程 |
| 2.3 湿-热-力耦合作用下多孔FGM微梁的振动特性 |
| 2.3.1 多孔FGM微梁的耦合振动问题 |
| 2.3.2 改进型GDQ法数值求解 |
| 2.3.3 数值算例分析与讨论 |
| 2.4 湿-热-力耦合作用下多孔FGM微梁的屈曲特性 |
| 2.4.1 多孔FGM微梁的耦合屈曲控制方程 |
| 2.4.2 基于二元耦联性解耦下的改进型GDQ法求解 |
| 2.4.3 算例结果分析与讨论 |
| 2.5 湿-热-力耦合作用下多孔FGM简支微梁的弯曲特性 |
| 2.5.1 多孔FGM简支微梁耦合弯曲问题的精确解 |
| 2.5.2 数值算例分析与讨论 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 湿-热-力-粘弹耦合多孔FGM微梁的振动特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 湿-热-力-粘弹耦合多孔FGM微梁的振动控制方程 |
| 3.3 广义Navier法求解 |
| 3.4 算例结果分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 磁-电-热-力耦合FGPM微梁的静动态响应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁-电-热-力耦合作用下FGPM微梁的动力学控制方程 |
| 4.3 磁-电-热-力耦合作用下FGPM微梁的振动特性 |
| 4.3.1 FGPM微梁的耦合振动问题 |
| 4.3.2 改进型GDQ法数值求解 |
| 4.3.3 数值算例分析与讨论 |
| 4.4 磁-电-热-力耦合作用下FGPM微梁的屈曲特性 |
| 4.4.1 FGM 微梁的耦合屈曲控制方程 |
| 4.4.2 基于二元耦联性解耦下的改进型GDQ法求解 |
| 4.4.3 算例结果分析与讨论 |
| 4.5 磁-电-热-力耦合作用下FGPM简支微梁的弯曲特性 |
| 4.5.1 FGPM简支微梁耦合弯曲问题的精确解 |
| 4.5.2 数值算例分析与讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 磁-电-热-力-粘弹耦合FGPM微梁的振动特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁-电-热-力-粘弹耦合 FGPM 微梁的动力学控制方程 |
| 5.3 广义Navier法求解 |
| 5.4 算例结果分析与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读博士学位期间发表及完成的学术论文 |
| 附录 B 攻读博士学位期间主持及参与的科研项目 |
| 附录 C 算例数值结果 |
四、论连续介质微观力学的经典理论（论文参考文献）
- [1]裂隙岩体渗流-应力耦合近场动力学模拟分析方法及应用[D]. 李卓徽. 山东大学, 2021(09)
- [2]材料非协调变形的非欧几何模型研究[D]. 刘伟. 北京建筑大学, 2021(01)
- [3]筒形件强力旋压损伤模型及韧性断裂行为研究[D]. 吴鹤. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [4]基于复合混合物理论的冻土多场耦合研究[D]. 李智明. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [5]基于非平衡态热力学的热-化-力耦合连续介质理论及应用[D]. 秦豹. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [6]隧道开挖卸荷作用下岩体破坏突水近场动力学模拟分析方法[D]. 高成路. 山东大学, 2021(11)
- [7]新型水泥基注浆材料振动波传播机理及波动响应特征研究[D]. 谢伟. 中国矿业大学, 2021
- [8]基于介观塑性变形机理的金属板材后继各向异性行为研究[D]. 戚嘉铄. 山东大学, 2021(11)
- [9]基于近场动力学的起重机主梁损伤机理及识别方法研究[D]. 杨会超. 东南大学, 2021
- [10]多场耦合作用下功能梯度微梁的静动态响应分析[D]. 蒲育. 兰州理工大学, 2020