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动力荷载作用下固体材料本构模型研究进展 摘 要：在地震、爆炸、冲击等动力荷载作用下，材料的力学特性与准静态荷载作用下有本质的区别，在建筑结构抗震、抗爆设计规范中常采用增大材料屈服强度（或极限强度）的方法来考虑材料的应变率效应，但是该方法分析结果与实际情况有较大差别，所以在对结构进行抗震、抗爆和抗冲击分析时必须采用考虑应变率效应的本构模型。本文综述了国内外关于应变率（时间）效应有关的固体材料动态本构模型，对每种模型进行了简要分析，指出了其使用范围和优缺点，并根据现有的钢与混凝土材料的动力试验结果，提出了建立固体材料动态本构模型时应考虑的主要问题，对建筑结构的抗震、抗爆和抗冲击分析研究具有指导意义。 关键词：应变率；地震；爆炸；冲击；本构模型 Development of solid material’s constitutive model on the dynamic load Abstract: The solid material’s mechanic characteristic on the load of earthquake, blast and impact is different from the mechanic characteristic on the static load, we can increase the material’s yield strength when we design the structures which resist the load of earthquake or blast according to the design code, but the computational result is not consistent with the reality, so we must use the material’s dynamic constitutive model which take the strain-rate into account. In this paper, the writer summarize all the dynamic constitutive models which are related to the time or strain-rate, analysis every dynamic constitutive model carefully, give out the rule to select constitutive model in the action, point out the fault and merit of every model, and bring forward the advice which is helpful in setting up the dynamic constitutive model, which is a guidance to help the researcher to study the structural character on the load of earthquake, blast and impact. Key words：strain-rate; earthquake; blast; impact; constitutive model 1 前言 在地震、爆炸、冲击等动力荷载作用下，材料的力学特性与准静态荷载作用下有本质区别，材料动力加载试验表明，随应变速率的提高，材料内部发生了一系列物理化学变化，其力学特性主要表现在应力应变关系更为复杂，一些特征参数，例如强度、延性、弹性模量、阻尼比等均有不同程度的变化[1-6]。在建筑结构抗震、抗爆设计规范中常采用增大材料屈服强度（或极限强度）的方法来考虑材料的应变率效应[7-10]，但是该方法分析结果与实际情况有较大差别[11]，所以在对结构进行抗震、抗爆和抗冲击分析时必须采用考虑材料应变率效应的本构模型。 材料在动力荷载作用下的本构模型一般是通过动力荷载试验建立起来的，根据试验结果，利用塑性理论、粘性理论、损伤理论、断裂理论等原理，提出了许多动态本构模型。本文综述了国内外与应变率（时间）效应有关的固体材料动态本构模型，对每种模型进行了简要分析，指出了其使用范围和优缺点，并根据现有固体材料的动力试验结果，提出了建立固体材料动态本构模型时应考虑的主要问题，对建筑结构的抗震、抗爆和抗冲击分析具有指导意义。 2 粘弹性模型和粘弹粘塑性模型 粘弹性模型可以反映应力松弛、蠕变等与时间有关的复杂材料特性，朱兆祥、王礼立、唐志平等人[12]在研究环氧树脂的一维应力动态力学性能时提出了具有两个松弛