弹塑性力学三级项目

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工程地质弹塑性力学作业3

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研究生课程论文

课程名称弹塑性力学

教师姓名____________ 鯉_________

研究生姓名_________ 翅 __________

研究生学号________ tmtttmt #

研究生专业________ 所在院系________ 类别：学术硕十________ 日期：2015年5月

对课程论文的评语:

注：1、无评阅人签名成绩无效；

2、必须用钢笔或圆珠笔批阅，用铅笔阅卷无效；

3、如有平时成绩，必须在上面评分表中标出，并计算入总成绩。

弹塑性力学在膨胀管技术中的应用

（中国地质大学工程学院・湖北忒汉430074）

摘要，采用弹須性力学分析方法,结介膨胀管实际应用情况，对膨胀管弹塑性力学特性进行了定战分析，特别是对达到塑性极限压力条件卞膨胀管应力分布特点及其与塑性极限圧力之间的关系进行了深入研究。在膨胀工具结构设计中，锥角设计足关键，除了要満足膨胀管达到塑性极限条件外，还应综合考虑膨胀锥上行的摩阻尽可能小，以减小工具卡死的可能;膨胀管的材质应与套竹材质冇差异为好，并£L膨胀借的屈服极限应小于套管的屈服极限，这样冇利T保护套竹.

0前言

他胀管技术足山売牌公诃丁•上世纪90年代忤次提出的石油钻采新技之一，其实质是将下放到油气井井眼预定位置的套管或蹄管，迪过液压或机械力驱动膨胀锥轴向运动，使套管或蹄管径向膨胀发生永久塑性变形，达到贴紧井樂、完成预定的井下作业的口的，有可能广泛应用T V 杂钻井、水平井、大斜度井以及等井径井等特殊井完井。山于他胀管系统涉及到人膨胀率耐腐烛材料的研发、配套工具以及结构的设计、井卜.动力匹配等一系列问题，从上世纪90年代捉出到如今的工程应用，已经经过二十多年的不断发展完蒔，形成了以膨胀蹄管技术和膨胀套管（实体膨胀管）技术为核心的两个部分实体膨胀管技术足通过外力挤压彫胀锥把均质连续的骨子膨胀，使英贴紧井壁,具育一宦的机械性能抵抗内部压力、外部挤毁和轴向拉压、剪切的-•种新技术。目前，实体膨胀管技术主要应用套损井的补贴、膨胀蜃管悬挂密封等领域，而膨胀帰管技术，足通过外力挤压把网状的或分层的竹子膨胀，使其贴紧井壁,具有校好的机械防砂性能和一定的力学性能, 该技术主要应用丁垂直井、水平井、定向井的防砂作业中。因此，膨胀管技术的出现，在一定的程度改变了原有石油钻探、幵发、修补等技术格局，弥补了用传统技术无法修补的“四大老井段”难题,并逐渐实现向探海和超深地层采油的可能，改善了油气资源紧缺，石油供給严重不平衡的现状.

压力容器合于使用评价

相关法规标准
• 《固容规》7.7 合于使用评价
安全状况等级定为4级并且监控期满的压力容器，或者定期检验发现严重缺陷可能导致停止使用的压力容器，应当对缺陷进行处理，缺陷处理的方法包括采用修理的方法消除缺陷或者进行合于使用评价。
2014-11-4
10
相关法规标准
合于使用评价工作应当符合以下要求：（1）承担压力容器合于使用评价的检验机构须经过国家质检总局批准。（2）压力容器使用单位向批准的检验机构提出进行合于使用评价的申请，同时将需评定的压力容器基本情况书面告知使用登记机关；（3）压力容器的合于使用评价参照GB/T19624的要求进行，承担压力容器合于使用评价的检验机构，根据缺陷的性质、缺陷产生的原因，以及缺陷的发展预测在评价报告中给出明确的评定结论，说明缺陷对压力容器安全使用的影响；（4）压力容器合于使用评价报告，由具有相应经验的评价人员出具，并且经过检验机构法定代表人或者技术负责人批准，承担压力容器合于使用评价的检验机构对缺陷评定结论的正确性负责；（5）负责压力容器定期检验的检验机构根据合于使用评价报告的结论和其它检验项目的检验结果确定压力容器的安全状况等级、允许运行参数和下次检验日期，并且出具检验报告（6）使用单位将压力容器合于使用评价的结论报使用登记机关备案，并且严格按照检验报告的要求控制压力容器的运行参数，加强年度检查。 2014-11-4 11

塑性力学第一章(2)-理想弹塑性材料的三杆桁架问题

2 从A到B点到点
第一杆继续伸长，第二杆长度不变，第一杆继续伸长，第二杆长度不变，第三杆压缩
∆σ 1 = ∆σ 2 = 0 ∆σ 3 = E∆ε 3 = − Eδ x 2l0 < 0
∆P A0 = ∆σ 3 ∆Q A0 = − ∆σ 3
2 <0 2 >0
∆P = −∆Q
B点状态
Q = 2σ s A0
(三) 塑性流动阶段三塑性极限弹性极限
Ps = σ s A0 (1 + 2 )
δ s = 2σ s l0 / E
1 Pe = σ s A0 (1 + ) 2
δ e = σ s l0 / E
Ps / Pe = 2
δ s = 2δ e
Ps / Pe = 2
δ s = 2δ e
（四）卸载
∆σ 1 = ∆σ 2 / 2 ∆P σs ∆σ 2 = Pe ∆ε 1 = ∆σ 1 / E ∆ε 2 = ∆σ 2 / E
∆ε 1 = (∆δ y + ∆δ x ) 2l0 ∆ε 2 = ∆δ y l0 ∆ε 3 = (∆δ y − ∆δ x ) 2l0
∆ε 2 = ∆ε 1 + ∆ε 3
第一种加载方案非比例加载 1 从O到A点到点
Ps = σ s A0 (1 + 2 )
σ1 = σ 2 = σ 3 = σ s δ y = 2σ s l0 / E , δx = 0

弹塑性理论三级项目

当其他条件不变的情况下，随着压下量的增大，前滑系数S1增大。
厚德·博学·求是
轧制宽展计算与实验分析
方案1 轧件宽度对宽展的影响方案2 压下量和后张力对宽展的影响方案3 摩擦系数对宽展的影响
厚德·博学·求是
轧件宽度对宽展的影响
取四件试件h0=8 mm，l0=100 mm，宽度分别为
b01=10 mm、b02=20 mm、b03=30 mm、b04=40
12.009
0.921
21.476
0.856
32.063
0.867
41.358
0.857
厚德·博学·求是
结论分析
当宽展度很小时随宽度的增加宽展增加，在某一宽度值，宽展量达到最大值，而后随宽度的增加宽展减小。
厚德·博学·求是
实验过程图展
厚德·博学·求是
实验过程图展
厚德·博学·求是
收获感悟
1）我们认识到想把所学知识完善的运用到生产实际中，独立的分析和解决工艺问题并不是一件简单的事，这也是我们大学生目前需要培养的一种能力。 2）三级项目综合性很强，使我们又一次巩固了课堂上关于毛坯制作和机械加工方案的选择 3）团队合作很重要，每个人都要找到自己的定位，在合作中发挥自己最大的能量
参考文献
[1] 曹鸿德. 塑性变形力学基础与轧制原理. 北京: 机械工业出版社. 1981. [2] 李学花. 轧制过程中前滑的影响因素探析. 硅谷, 2014, 158(14):164-165. [3]李学通,杜凤山,孙登月,等. 热轧带钢粗轧区轧制宽展模型的研究. 钢铁, 2005,40(6):44-47.

压力容器合于使用评价

承压设备合于使用评价案例——加氢加热炉
温度值保守处理：考虑因进料量少而在对流段水平管上部气相空间硫化氢局部积聚可能产生的高浓度和因气相导热差所形成的高温区域（背火侧），以及向火侧和背火侧的温差，分别+100 ℃和+50 ℃保守处理。计算腐蚀速率：

综合分析结论：F-601操作压力2.0MPa、最高操作温度：精制方案不大于 270℃，裂化方案不大于300℃，脱丁烷塔釜油品硫化氢含量在1000ppm以下、有机硫含量在0.1wt%以下时， F-601炉管可以安全运行至2008年10月底（3个月，该时间点由企业指定）。
R6
英国中央电力局（CEGB）提出的R6评定准则是一个双判据准则，该准则经历了4次修订。1976年英国CEGB发表了题为 “带缺陷结构完整性评价”R/H/R6报告，给出了一条失效评定曲线，1977年作了第一次修订，1980年又进行了第二次修订，1986年第三次修订是—次极为重要的修订，对老R6曲线作了彻底地修改，以J积分取代窄条区屈服模型，给出了3条失效评定曲线。关于塑性失稳载荷的计算，将1986年以前的以材料的流变应力为基础改为以材料的屈服强度为基础。而最近的一次修订是在2001年，是由英国British Energy（英国核电公司）、BNFL（英国核燃料公司）及AEA（英国原子能管理局）组成的结构完整性评定规程联合体下的R6研究组编制的。

塑性力学第2章-理想弹塑性材料三杆桁架问题

Fx 0 N 1 c o s4 5 N 3c o s4 5 Q 0 FY 0 N 1 c o s 4 5 N 2 N 3 c o s 4 5 F 0
N1 Y A0 N2 Y A0 N3 Y A0
Q 2 YA 0 FYA 0
3 E 3 E x2 l0 0 3 2Y
x4Yl0/E2Y
卸载服从弹性规律。
Y
若加载到 Fe F* FY 后卸载，应力的
变化应该按弹性状态的变化规律.
1
1 2
F * 2 A0
2
2
2
*F 2 A0
2
2 2
* 2
F A0
2 *F
2 2 2 A0
Y
Fe
A
0
1
1 2
2
F Fe
Y
1 2 /2
塑性力学第2章-理想弹塑性材料三
杆桁架问题
Fe Y A0(1
F 2 N 1 N 221 A 02A 0Y
A0
2
1
Ep E
FY A(1 2) Y 0 塑性力学第2章-理想弹塑性材料三杆桁架问题
外载比较分析：线性强化弹塑性:
F
Y
A0
21
Ep E
理想弹塑性:
FY YA0(1 2)
F 1 1 Ep
FY
2 1 E
当 E p 0 .1

合于使用评价

合于使用评价的发展
自上个世纪70年代起，在国际上较早提出的评定方法中，如 IIW于1975年提出的IIS/IIW—471—74，英国PD 6493—80，日本的WES 2805K一83和我国压力容器缺陷评定规范 CVDA一84等都是采用COD（Crack Opening Displacement）准则，即以COD设计曲线方法作为评定缺陷的准则。虽然方法简洁直观，但作为一种半经验方法，在应用过程中也存在不符合实际的情况，要进行精确的缺陷评定，尚存有一定的局限性。因此，近年来国际上提出了考虑弹塑性变形的三级评定方法。目前得到工程很好验证并普遍采用的主要有API 579、R6、SINTAP以及BS7910等。
缺陷； • 体积缺陷的深度小于壁厚的70%，且缺陷底部最小壁厚不小于2mm。
合于使用评价方法
STEP4：缺陷表征及规则化
STEP5：材料性能数据
s
s
用于非焊缝区用于焊缝区
合于使用评价方法
STEP6：免评判定
合于使用评价方法
STEP7：评价计算
无缺陷极限载荷
PL0
2 lnRo
3
Ri
汇报结束
谢谢大家! 请各位批评指正
ML0
4Ro3
Ri3 3
典型工况组合及载荷确定
含缺陷极限载荷
PL SpL SPL0
MLSmLSML0

弹塑性力学浙江大学

SNi ijl j (1.4)
i ：自由下标；j为求和下标〔同一项中重复出现〕。
1.1 应力张量
斜截面OABC上的正应力:
N S N 1 l1 S N 2 l2 S N 3 l3 1 1 l1 22 2 l2 23 3 l3 2 21 2 l1 l2 22 3 l2 l3 23 1 l3 l1
?A first course in continuum mechanics ?
2 、杨桂通
?弹塑性力学?
3 、徐秉业
?应用弹塑性力学?
?固体力学导论? ?连续介质力学导论?
第一章弹塑性力学根底
1.1 应力张量 1.2 偏量应力张量 1.3 应变张量 1.4 应变速率张量 1.5 应力、应变 Lode参数
S N 3 l 3
SN3 31l1 32l2 33l3
(211l11
)l1 12l2 (22 )l2
13l3 0 23l3 0
(1.8)
31l1 32l2 (33 )l3 0
采用张量下标记号
(ij dij)lj 0 (1.9)
Kroneker delta记号
1.1 应力张量
dij记号：Kroneker-delta记号
0 0 1
0.3 几个根本概念
张量的计算:
1 、张量的加减
但凡同阶的两个或两个以上的张量可以相加 (减〕，并得到同阶的一个新张量，法那么为：

弹塑性力学总结（精华）

第一篇：弹塑性力学总结(精华)

（一）弹塑性力学绪论：

1、定义：是固体力学的一个重要分支学科，是研究可变形固体受到外荷载或温度变化等因素的影响而发生的应力、应变和位移及其分布规律的一门科学，是研究固体在受载过程中产生的弹性变形和塑性变形阶段这两个紧密相连的变形阶段力学响应的一门科学。

2、研究对象：也是固体，是不受几何尺寸与形态限制的能适应各种工程技术问题需求的物体。

3、分析问题的基本思路：受力分析及静力平衡条件(力的分析)；变形分析及几何相容条件

(几何分析)；力与变形间的本构关系(物理分析)。

4、研究问题的基本方法：以受力物体内某一点（单元体）为研究对象→单元体的受力—应力理论；单元体的变形——变形几何理论；单元体受力与变形间的关系——本构理论；（特点：

1、涉及数学理论较复杂，并以其理论与解法的严密性和普遍适用性为特点；弹塑性力学的工程解答一般认为是精确的；可对初等力学理论解答的精确度和可靠进行度量。）

5、基本假设：物理假设:（连续性假设：假定物质充满了物体所占有的全部空间，不留下任何空隙；均匀性与各向同性的假设：假定物体内部各处，以及每一点处各个方向上的物理性质相同。力学模型的简化假设：（A）完全弹性假设；（B）弹塑性假设）。几何假设——小变形条件（假定物体在受力以后，体内的位移和变形是微小的，即体内各点位移都远远小于物体的原始尺寸，而且应变(包括线应变与角应变)均远远小于1。在弹塑性体产生变形后建立平衡方程时，可以不考虑因变形而引起的力作用线方向的改变；在研究问题的过程中可以略去相关的二次及二次以上的高阶微量；从而使得平衡条件与几何变形条件线性化。）

弹塑性力学课程指导

9、应力状态的概念：受力物体内某点处截取的所有微截面上的应力的总和，就表明了该点的受力状态，称为应力状态。
★ 研究一点应力状态的目的：
应力状研态究。一点上的任应一力斜。截面其应作力用和截剪面应方力位，。及分点析处问材题料。的强度
最大（最小）正
5Байду номын сангаас
弹塑性力学的基本研究任务归纳为以下几点：二、弹塑性力学的基本任务基本方程和理论；
1.建立求解固体的应力、应变和位移分布规律的
2.给出初等理论无法求解的问题的理论和方法，以及初等理论可靠性与精确度的度量； 3.确定和充分发挥一般工程结构物的承载能力，提
高经济效益；
4.为进一步研究工程结构物的强度、振动、稳定性
21
8、应力的概念：受力物体内某点处某微截面上内力
的分布集度。
工程构件在大多数情形下，其内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为材料的“ 破坏” 或“失效”往往就是从内力集度最大处，也就是材料变形最强烈处开始。
Fn dFn lim n A 0 A dA Ft dFt lim nt A 0 A dA
(x u ) x u x lim x 0 x x
β C′ y C A′ B x
27

弹塑性力学(工学+专业+工程硕士研究生)复习题+

复习题

一、选择题

01．受力物体内一点处于空间应力状态（根据oxyz 坐标系），一般确定一点应力状态需（）独立的应力分量。

A ．18个；

B ．9个；

C ．6个；

D ．2个；

02．一点应力状态的最大（最小）剪应力作用截面上的正应力，其大小（）。

A ．一般不等于零；

B ．等于极大值；

C ．等于极小值；

D ．必定等于零； 03．一点应力状态主应力作用截面和主剪应力作用截面间的夹角为（）。

A ．π/2；

B ．π/4；

C ．π/6；

D ．π；

04．正八面体单元微截面上的正应力σ8为：（）。

A ．零；

B ．任意值；

C ．平均应力；

D ．极值；

05．从应力的基本概念上讲，应力本质上是（）。

A ．集中力；

B ．分布力；

C ．外力；

D ．内力；

06．若研究物体的变形，必须分析物体内各点的（）。

A ．线位移；

B ．角位移；

C ．刚性位移；

D ．变形位移；

07．若物体内有位移u 、v 、w （u 、v 、w 分别为物体内一点位置坐标的函数），则该物体（）。

A ．一定产生变形；

B ．不一定产生变形；

C ．不可能产生变形；

D ．一定有平动位移；

08．弹塑性力学中的几何方程一般是指联系（）的关系式。

A ．应力分量与应变分量；

B ．面力分量与应力分量；

C ．应变分量与位移分量；

D ．位移分量和体力分量；

09．当受力物体内一点的应变状态确定后，一般情况下该点必有且只有三个主应变。求解主应变的方程可得出三个根。这三个根一定是（）。

A ．实数根；

B ．实根或虚根；

C ．大于零的根；

D ．小于零的根；

弹塑性力学及有限元教学大纲-机电学院

研究生课程教学大纲

课程编号：S292003

课程名称：弹塑性力学及有限元

开课院系：机电工程学院任课教师：李顺才

先修课程：理论力学、材料力学适用学科范围：机械工程

学时： 54 学分： 3

开课学期：第1学期开课形式：讲授

课程目的和基本要求：

弹塑性力学及有限元是固体力学的一个独立的分支学科，是研究可变形固体受到外载荷、温度变化及边界约束变动等作用时，弹塑性变形和应力状态的科学。通过本课程的学习，要求：正确理解和掌握体力、面力、应力、位移和应变的基本概念，会进行点的应力和应变状态分析；了解弹塑性力学的基本假定，熟悉屈服条件和弹塑性材料的本构关系；初步学会如何将一个实际弹塑性问题简化为合理力学模型的求解方程的边值问题；掌握线弹性力学平面问题及简单弹塑性力学问题的求解方法和求解所得的重要结果. 学习和掌握平面应力（应变）、轴对称问题和空间问题的有限元基本理论，并能够借助通用有限元分析软件对简单构件进行建模和进行有限元分析。

课程主要内容：

第一章绪论

弹塑性力学的性质、任务；弹塑性力学中的基本假设及简化模型。

第二章应力分析

一点的应力状态及应力张量；斜截面上的应力与应力转换公式；主应力、主方向；最大剪应力；第五节应力张量的分解，八面体应力；平衡微分方程；应力边界条件。

第三章应变分析

应变的基本概念；相对位移张量的分解与应变张量；几何方程；应变协调方程。

第四章本构方程

固体材料特性及其简化模型；各向同性弹性本构关系；弹性应变能函数；塑性材料的特性及其简化模型；屈雷斯加及米塞斯屈服准则；Drucker公设；增量理论；全量理论。

弹塑性力学大作业题目

题目：有一80kg重物，摆放在一水平梁中间。该梁为简支梁，跨度为3m；梁的材料的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3，许用应力为160MPa，试设计该梁的形状和尺寸，能够满足强度要求，且质量最轻。

图1 简支梁

分析：有两种思路

1)利用软件分析优化：选定梁的形状→通过理论估算，给个初始尺寸→采用软

件的优化模块进行质量最轻优化。

2)利用优化程序来优化：选定梁的形状→理论计算（尺寸与应力，质量的关系）

→编写优化程序使在满足强度要求下，质量达到最轻。

本文采用第二种思路进行优化，鉴于考虑到简支梁应有良好的抗弯强度，我采用具有较大抗弯系数的弓字截面梁，再进行相关的理论计算得出对应的目标函数和相关的约束条件再通过MATLAB调用优化程序进行分析。

工程弹塑性力学-浙大-05

5.1 基本实验资料
一、应力--应变曲线
（3）反向加载
卸载后反向加载，s’’< s’——Bauschinger效应
B
A
s
O
O’
拉伸塑性变形后使压缩屈服极限降低的现象。即正向强化时反向弱化。
s’
s’’
B’
B’’
5.1 基本实验资料
一、应力--应变曲线
(4) 断裂特性
伸长率:
截面收缩率:
k
lk l0
C
51s
1.5s
E
49.5s
1.5s s A
D 0 .5s: D C 0 .5 E s 4 9s;
E s:
F0:
F E E D 0 E s .E 5 's 0. 4 9 s 5 0 s s E
O F
s 0.5s s
应变路径为：051s/E 49.5s/E –s/E 0
5.1 基本实验资料
二、静水压力(各向均匀受压)试验
(2)、静水压力对屈服极限的影响
Bridgman对镍、铌的拉伸试验表明，静水压力增大，塑性强化效应增加不明显，但颈缩和破坏时的塑性变形增加了。静水压力对屈服极限的影响常可忽略。
5.2 应力应变简化模型
选取模型的标准：
1、必须符合材料的实际性质 2、数学上必须是足够地简单