申请/专利权人：中国林业科学研究院木材工业研究所

申请日：2021-08-25

公开（公告）日：2024-01-02

公开（公告）号：CN113761729B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.01.02#授权;2021.12.24#实质审查的生效;2021.12.07#公开

摘要：本公开提供的基于木材弱相结构的木材横纹承压本构关系模型构建方法、装置及存储介质，包括：根据横观各向同性材料的胡克定律构建木材在弹性阶段的应力‑应变关系；根据木材横纹承压的受力特征，将木材横纹平面内引起木材体积变形的等效应力和引起木材剪切变形的偏应力分离，构建基于等效应力和偏应力的木材横纹平面内弹塑性阶段的屈服面方程；根据非关联流动法则，构建木材横纹平面内的塑性流动方程；根据木材单向压缩时屈服应力随应变的演化关系，以及木材单向压缩时的屈服应力和双向压缩时的屈服应力之间的关系，构建木材横纹平面内的硬化方程；构建木材顺纹平面内的应力‑应变关系。本公开可较好的模拟木材横纹受压时体积的压缩变形。

主权项：1.一种基于木材弱相结构的木材横纹承压本构关系模型构建方法，其特征在于，包括：将木材顺纹方向和横纹方向的应力和应变进行分离；根据横观各向同性材料的胡克定律构建木材在弹性阶段的应力-应变关系；根据木材横纹承压的受力特征，将木材横纹平面内引起木材体积变形的等效应力和引起木材剪切变形的偏应力分离，构建基于等效应力和偏应力的木材横纹平面内弹塑性阶段的屈服面方程；根据非关联流动法则，构建木材横纹平面内的塑性流动方程；根据木材单向压缩时屈服应力随应变的演化关系，以及木材单向压缩时的屈服应力和双向压缩时的屈服应力之间的关系，构建木材横纹平面内的硬化方程；采用线弹性模型或者独立于木材横纹平面的强度准则构建木材顺纹平面内的应力-应变关系；构建的所述木材横纹平面内弹塑性阶段的屈服面方程为fp,q，其表达式为： 其中，p为木材横纹平面内的等效应力，主要引起木材的体积压缩或扩张，q为木材横纹平面内的偏应力，主要引起木材的剪切变形；定义P-Q笛卡尔坐标系，将屈服面方程fp,q绘制在所述P-Q笛卡尔坐标系中，木材横纹平面内的等效应力p对应P-Q笛卡尔坐标系的P轴，木材横纹平面内的偏应力q对应P-Q笛卡尔坐标系的Q轴，屈服面方程fp,q在P-Q笛卡尔坐标系中的形状是一个椭圆；α是所述椭圆的短轴与长轴长度的比值；p0为所述椭圆的中心点；B是所述椭圆长轴的长度；σ22和σ33分别是木材横纹平面内两个主轴方向的正应力，σ23是木材横纹平面内的剪应力；pc为木材横纹平面内双向受压的压缩强度，pt为木材横纹平面内双向受拉的拉伸强度，pc和pt分别对应屈服面方程fp,q与P-Q笛卡尔坐标系的P轴的两个交点的坐标值，计算公式分别如下： pt＝ktkYC 其中，为在木材横纹平面内单向受压且木材屈服后对应的木材压应力；k和kt是两个与木材材料相关的系数；YT为在木材横纹平面内单向拉伸时的拉伸强度，YC为在木材横纹平面内单向压缩时的屈服强度；木材横纹平面内双向受压的压缩强度pc是一个变量，其初值为其演化由所述木材横纹平面内的硬化方程确定；构建的所述木材横纹平面内的塑性流动方程为： I2＝σ22+σ33 其中，为木材横纹平面内的塑性应变增量；G是塑性势能函数方程；是塑性势能函数对应力σ求偏导；β是材料系数，取值大于1；Δλ⊥是塑性乘子增量；λ⊥是增量函数；f*是将按胡克定律计算得到的试探应力带入所述屈服面方程fp,q中计算得到的值；I2和I3分别是第一应力常数和第二应力常数；和分别是屈服面方程fp,q对第二应力常数I2和第三应力常数I3求偏导；和分别是第二应力常数I2和第三应力常数I3对λ⊥求偏导；n表示计算Δλ⊥时，各偏导数取第n个迭代步时的值；构建的所述木材横纹平面内的硬化方程为： 其中，是在木材横纹平面内单向受压且木材屈服后对应的木材压缩应变。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国林业科学研究院木材工业研究所 基于木材弱相结构的木材横纹承压本构关系模型构建方法、装置及存储介质

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