在吸能盒碰撞仿真中,准确的应力-应变曲线是获得可靠仿真结果的前提。为获得准确的应力-应变曲线,以吸能盒在实际压缩中测得的力-行程曲线为参考,采用了试验设计、近似模型和遗传算法相结合的反求优化方法,对吸能盒仿真应力-应变曲线参数进行二次反求优化计算,将二次反求优化得出的仿真应力-应变曲线参数输入到仿真模型中,与试验数据进行对比。结果表明仿真求解与试验得出的力-行程曲线整体变化趋势基本吻合,仿真求解和试验得出的触发力、平台力的偏离度较小。

利用废弃PET塑料制备了再生PET塑料骨料(RPA),研究了RPA部分取代天然细骨料(0、10%、20%、30%、40%)对砂浆单轴受压性能的影响,并建立了掺RPA砂浆的单轴受压应力-应变本构关系。结果表明:随着RPA取代率的增加,试件的延性增加,应力-应变曲线上升段和下降段斜率逐渐降低,峰值应力和弹性模量逐渐降低;试件的峰值应变、极限应变和抗压韧性指数均随着RPA取代率的增加而增大;建立的掺RPA砂浆单轴受压本构方程计算结果与试验结果吻合较好。

研究了再生粗骨料取代率、纤维的体积掺量和掺入方式对再生混凝土性能的影响,根据实测应力-应变曲线,计算出了各组试件的压缩韧度指数和弹性模量。结果表明:再生混凝土的抗压强度略低于天然骨料混凝土,掺入纤维可显著提高再生混凝土的抗压强度、韧性和弹性模量;单掺时,对于抗压强度和弹性模量,玻璃纤维、PVA纤维的最佳掺量分别为0.45%、0.05%,对于韧性,玻璃纤维、PVA纤维的最佳掺量分别为0.45%、0.10%;当再生粗骨料取代率为50%时,玻璃纤维和PVA纤维混杂掺加对再生混凝土抗压强度、韧性和弹性模量的提升效果优于单一纤维;当再生粗骨料取代率为100%时,单一纤维对再生混凝土抗压强度、韧性和弹性模量的提升效果优于混杂纤维。

对超高强钢筋HRB500与高延性水泥基复合材料(ECC)矩形截面短柱进行了轴心受压试验,研究了配筋率为1.13%、2.26%的超高强钢筋对ECC应力-应变曲线的影响。结果表明:ECC柱在破坏后依然能保持良好的整体性,且裂缝宽度明显低于普通混凝土柱;超高强钢筋ECC柱的纵向钢筋均达到屈服强度,极限承载力和极限竖向应变均大于普通混凝土试件;超高强钢筋与ECC混凝土之间的协同性明显优于普通混凝土;ECC柱的泊松比随着加载的进行先逐渐变小,然后有一定程度的增加。

针对玄武岩纤维双快水泥混凝土的抗压及抗弯性能,在0.1%～0.3%体积掺量下进行了立方体抗压强度试验,利用动态应变仪测量了4点弯曲状态下的应力-应变关系,并对0.4、0.45、0.5三种水灰比试件的抗压及抗折强度进行了对比。试验结果表明,掺入玄武岩纤维在一定程度上提高了双快水泥混凝土的抗压强度,同时提高弯拉强度5%～20%;弯曲状态下,应力-应变关系曲线表明玄武岩纤维双快水泥混凝土存在明显的屈服点,极限拉应变可达650×10-6～935×10-6。

为了改善全轻混凝土低强度、脆性和韧性差等缺陷,对几种纤维单掺与混掺时的效果进行了分析。结果表明,各种全轻纤维混凝土的增强系数均大于1,比强度、弹性模量和泊松比也均大于基体混凝土,且破坏形态由脆性转变为塑性,从而证明了全轻纤维混凝土的轻质、高强、高韧性特性。通过基于应力-应变曲线的耗能分析发现,各种纤维均能提高峰值特征量,以及均能使下降段更平缓、更长,从而证明其具有更高的耗能水平;但纤维种类与掺入方式不同,对峰前、峰后和总体韧性的影响程度均不同,以峰后韧性影响为最大,这为相关试验研究与工程设计提供了分析依据。

针对一组聚乙烯醇纤维体积掺量为1%的高韧性水泥基复合材料ECC配合比,进行了单轴拉伸、轴心抗压和四点弯曲试验。根据单轴拉伸、轴心抗压试验应力-应变曲线,基于LS-DYNA拉/压弹塑性材料模型定义了ECC材料的本构关系并进行了弯曲试验的模拟。结果表明,ECC试块相对于普通混凝土试块表现出较高的延性特征,并给出了基于ECC试块工程应力-应变曲线和LS-DYNA拉/压弹塑性材料模型合理定义ECC材料本构关系的有限元方案。

研究了钢筋约束聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(Polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composites,简称PVA-FRCCs)的单轴受压力学性能。通过抗压试验获得棱柱体试件的应力-应变全曲线,计算获得峰值应力、峰值应变、弹性模量等参数,并系统地分析了纤维体积掺量、掺合料(粉煤灰和硅灰)对上述参数的影响。此外,通过对试验数据和已存模型的比较,获得了一个能够描述其应力-应变全曲线的非线性本构模型。

通过Q235标准钢试件和普通混凝土试件的单轴抗压试验，初步确定了WAW—1000C，WHY-3000和YAW-J5000F三种试验机自身的位移量，从而在没有试件位移传感器的基础上，得到试件的单轴应力-应变曲线成为可能。

在材料学中应变硬化指数的物理意义是反映材料均匀变形的能力。文中通过研究材料的拉伸应力-应变曲线和相关公式,推导了应变硬化指数与材料的屈服强度和抗拉强度之间的关系和公式,并介绍了如何使用MS Excel的计算功能求解材料的应变硬化指数n值的方法。