似膏体粘弹塑性流变模型与流变方程研究

以浆体流变力学、粘弹性力学为基础 ,通过对似膏体充填料浆的微观结构分析 ,建立了其广义粘弹塑性流变模型 ,推导出流变方程的一般表达式 ;通过稳态和动态剪切条件下流变特性和流变参数的测试 ,得出了似膏体充填料浆的流变方程 .研究结果为浆体输送的管路设计、阻力计算和参数优化等提供了理论依据 ,也为似膏体和其它高浓度 (质量分数 )浆体输送的管道损坏机理以及解决措施的研究提供了新思路和新方法 .

填料对EPDM橡胶流变性能的影响及其流变方程

为了研究填料对三元乙丙橡胶(EPDM)流变性能的影响,使用毛细管流变仪测试了白炭黑、含磷阻燃剂APP与MPP,酚醛树脂(FB)4种填料对其流变性能的影响;同时采用Bird-Carrea幂律方程表征了一种包覆层配方黏度与剪切速率和温度的关系。结果表明,填料加入后体系黏度大幅度增加,流动指数(n)明显下降;阻燃剂APP和MPP使得基体黏度系数(K)从5.5×10^(4)增至3.8×10^(5),n从0.4降低至0.27左右;白炭黑和酚醛树脂对黏度影响最为显著,K增至3.8×10^(5),n降低至0.17左右;虽然填料使得基体黏度急剧增大,但是可以通过增加剪切速率来降低黏度,这也是填料加入体系仍能成型加工的基础;由于有机填料酚醛树脂本身对温度的敏感性,可通过升温降低此类体系黏度,150℃时体系黏度下降至与空白EDPM相当。

线性积分模型和微分模型的普遍流变方程

给出了适合线性粘弹塑性流变模型的积分形式流变方程,并给出了普遍流变积分模型的流变方程。当该积分形式流变方程的蠕变核为负指数函数形式时,给出了相应的微分形式(K-C-M-B)的流变方程。

高应变速率下Al-Mg-Sc合金压缩变形的流变方程

对A1-Mg—Sc材料进行静态力学性能实验，采用微型SHPB（Split Hopkinson pressurebar）实验装置对Al-Mg-Sc材料在应变率为10310。范围内进行动态力学行为测试。结果表明：Mg-Sc合金材料随应变率的提高，真实应力一应变曲线略有升高，表明Al-Mg-Sc材料不是一种对应变率敏感的材料；随着应变率的升高，材料发生的应变增大，表现出在高应变率下具有明显的应变强化效应。通过分析，选用较为合理的Johnson--Cook本构模型来构建A1．Mg．Sc合金高应变速率流变方程。根据遗传算法确定J—c方程中的参数。拟合值与实验值较吻合，证明经SHPB实验数据构建的流变方程是合理的，这为Al-Mg-Sc板料高应变速率下有限元分析需要的材料变形特性参数提供了重要的数据来源。

湿法磷酸氨化料浆的流变方程

对所测模拟湿法磷酸氨化料浆的流变性数据 ,进行回归处理并加以分析 ,提出了一个三参数的经验流变方程 ,它比通常采用的幂律模型能更好地描述湿法磷酸氨化料浆的流变特性 。

动载作用下淤泥质软土流变模型与流变方程

淤泥质软土在动态载荷作用下具有黏弹塑性流变力学特性。在理论分析和测试基础上,建立了黏弹塑性流变力学模型,并推导了新的流变方程和动态黏弹性流变参数。研究结论对分析动态载荷作用下软土流变力学响应与稳定性,探索软土加速流变并导致岩土地质灾害的动力学机制等具有重要的理论意义,对维护岩土工程的安全性等具有重要的工程意义。

水解聚丙烯酰胺盐水溶液半经验流变方程

Two assumptions were put forward as a result of analysis of the flow curves of hydrolyzed polyacrylamide-salt solution and the theory of macromolecular solution.The relationships between the zero-shear viscosity η 0 and polymer concentrations ρ p,between the constants K and n in Meter’s equation and polymer concentration ρ p were established.Therefore a universal Meter’s equation relating apparent viscosity η a with polymer concentration ρ p was deduced.The equation can be used to simulate apparent viscosity η a for the system,with an average error of 7.9% for experimental values.

稠油油藏流变方程研究及产能预测

稠油资源在油气资源中占有非常大的比重,稠油的开采业成为影响未来油气产量的十分重要的问题。如何解决稠油油藏的注水注热问题,是关系的提高稠油油藏采收率的重要内容。鉴于稠油具有油层埋藏浅、油层压力及温度低、饱和压力低、汽油比低等复杂特性,本文就稠油油藏在开采过程中表现出的流体性质与几种经典的非牛顿流体进行对比得到稠油油藏在地下的渗流也具备与非牛顿流体一样的非线性关系。然后以非牛顿流体渗流力学为基础,结合微积分原理,从非牛顿流体的本构方程出发,推导出非牛顿流体的流变方程。并结合流体在地下的流动情况及油藏的地下特征,推导出幂律型流体渗流特征方程,最终结合稠油油藏性质得到不同类型稠油油藏的产能预测方程。

超塑性拉伸似粘性变参数流变方程

给出了能精确表达Zn Al2 2 % ,Al Zn Mg和Al Zn Cu Cr比较典型的 3种超塑性合金的lgσ lg ε关系的多项式 .进而用m(ε·)和k( ε)的解析表达式求得m和k均为变数的似粘性流变方程 ,方程中包含了与m lg ε曲线相关的 3个参数mm ,mk和 η ,并且指出 ,mm,η ,mm/mk 越大 ,合金的超塑性越好 ,而且Backofen方程只是变参数本构方程的一个特例 .

超塑性拉伸似粘性流变方程中本构参数的力学解析

在回顾超塑性拉伸似粘性流变方程中本构参数m和k研究历史的基础上,建立了m和k均为变数的微分关系.通过用已知函数模拟应变速率敏感性指数m与应变速率(?)的关系曲线,从理论上求得m(?),k(?)以及k和m关系的解析表达式,论证了m和k均为材料的应变速率敏感性参数,明确了m为应变速率敏感性指数,k为应变速率敏感性系数,建立了m和k的力学解析理论,理论曲线与3种超塑性合金的实测曲线拟合得很好,为了定量计算,还给出精确模拟的3种合金的m(?)曲线和k(?)曲线的多项式.

Al-Mg-Si合金热压缩变形的流变应力方程

为了给制定和优化热加工工艺参数提供理论依据,采用Gleeble-1500热模拟机研究了含锆Al-Mg-Si合金在变形温度为653～803 K、变形速率为0.01～10 s-1条件下的热压缩变形的流变应力行为,并通过回归法建立材料变形的流变应力数学模型.结果表明:该合金为正应变速率敏感材料,真应力-真应变曲线存在明显的稳态流变特征;流变应力随着变形速率的增加以及变形温度的降低而增加;在较低变形温度条件下,真应力-真应变曲线为动态回复曲线;在较高变形温度条件下真应力-真应变曲线为动态再结晶曲线.该合金流变应力σ可用包含Arrhenius项的Zener-Hollomon参数的函数来描述,式中A、α和n的值分别为1.89×1010s-1、0.024 MPa-1和7.46,热变形激活能Q为166.85 kJ/mol.

6061铝合金高温流变应力方程参数反求

结合Gleeble-1500热模拟机在变形温度为300～500℃，应变速率为0．01～10S叫条件下通过等温压缩实验研究6061铝合金的流变应力行为，采用未考虑温升效应的参数反求法及考虑温升效应的参数反求法求解流变应力方程参数，并与回归统计法得到的结果进行对比分析。结果表明：采用未考虑温升效应的参数反求法求解流变应力方程参数具有高效、准确等优点，计算峰值应力平均误差为5．17MPa；与有限元软件结合考虑温升效应的参数反求法能够更好地描述真实的材料变形过程；3种方法得到的流变应力方程参数的偏差小于6．28％，采用多岛遗传算法与模拟退火算法反求得到的流变应力方程参数具有较好的一致性与可靠性，参数反求法可替代传统回归统计法快速获得材料大变形条件下流变应力方程参数。

易拉罐用铝材高温流变应力的方程描述

通过动态热模拟试验测得经高效熔体处理的易拉罐用铝材高温流变应力曲线后,分别采用热变形条件与流变应力的经验半定量关系模型和 Laasraoui-Jonas 峰前理论与 Jonson-Mehl-Avrami 方程的组合模型求解该铝材的高温流变应力方程。结果表明:经验半定量关系模型忽略了热变形条件对加工硬化速率和动态软化速率的影响,难以准确地描述流变应力;而组合模型则充分考虑了这一影响因素,可以准确地描述该铝材的高温流变应力。

基于TLBO算法的316LN不锈钢高温流变应力方程参数反求

应用Gleebl-1500热模拟机，在变形温度900℃-1250℃、应变速率0．005s-1～0．5s-1条件下，通过高温拉伸实验研究316LN不锈钢的流变应力行为，分别采用参数反求法和传统的回归统计法计算流变应力方程参数并进行对比，结果表明，采用教学一学习算法（TLBO）反求流变应力方程参数更准确、高效，可用参数反求法替代传统回归统计法，从而快速获得材料流变应力方程参数。

基于修正流变应力的2050铝锂合金统一本构方程和热加工图

通过热压缩模拟实验研究热轧态2050铝锂合金在340~500℃、0.001~10 s^(−1)下的高温塑性变形行为,分析了热压缩过程中的外摩擦和温度变化对合金流变应力的影响,并且对测量得到的流变应力进行了修正。基于修正流变应力构建了热轧态2050铝锂合金的流变应力统一本构方程,包括应变修正Arrhenius模型和Hensel-Spittel模型,同时还绘制了合金在不同应变量下的热加工图,并通过金相显微镜观察了不同变形条件热压缩试样的晶粒形貌。结果表明:外摩擦会导致流变应力测量值高于理想值,而绝热温升造成的温度变化会导致流变硬化或软化,使得流变应力改变。统一本构方程模型在拟合区间内都具有较高的拟合性,应变修正Arrhenius模型在稳态流变阶段的拟合程度较高,Hensel-Spittel模型能描述合金在整个热变形过程的流变应力变化。通过热加工图可以发现热轧态2050铝锂合金最佳的加工范围是温度420~500℃、应变速率0.001~0.003 s^(−1)区域。流变失稳区为温度350~480℃、应变速率3.16~10 s^(−1)和温度340~360℃、应变速率0.1~3.16 s^(−1)两个区域。合金在稳定区主要发生动态回复和动态再结晶,而在失稳区主要发生局部流变。

不同流变模式钻井液环空层流压耗通用算法

针对钻井工程中常用环空层流压耗计算方法精度低、不适用于复杂流变模式的问题,提出了适用于不同流变模式钻井液的环空层流压耗通用算法,与传统算法进行了对比,并采用已发表文献中实验数据进行了验证。基于环空槽流模型,将圆管流量方程推广应用于环空中推导出环空流量方程,利用环空流量方程和流体流变方程建立环空流量与管壁剪切应力的关系式,再由已知流量求得管壁剪切应力,进而求得环空压耗。通过与传统算法的对比分析发现:提出的通用算法适用于所有流变模式的钻井液环空层流,普适性好、建模过程简单、计算精度高。基于已发表文献中实验数据的算法验证结果表明:不论是在低排量还是在高排量条件下,采用通用算法求得的不同流变模式环空压耗与实测结果都能较好地吻合,弥补了传统算法的误差。

用细管式流变仪测量超稠油的流变性

针对辽河油田超稠油物性"三高一低"的特点,用自行设计的细管式流变仪研究了超稠油的流变特性。根据实测粘温曲线,回归得到了超稠油的粘温方程。通过试验确定了80～90℃超稠油的流体类型,认为80℃为超稠油牛顿流与非牛顿流的转变点。归纳得出了超稠油流变方程,并根据超稠油的流变曲线回归得到了不同温度条件下超稠油牛顿流的粘度计算公式。

SM植物胶冲洗液的流变性分析与探讨

文章介绍了冲洗液的几种常见流变模式,并对这几种流变模式的流变曲线及其特点作了简单分析总结。通过多次室内试验测得SM植物胶冲洗液的各项流变参数,并根据这些参数作出它的流变曲线,通过与传统流变曲线作对比总结出SM植物胶冲洗液的流变方程表达模式为幂律模式;结合实践中常见的一些现象并通过两组不同的特征试验证明SM植物胶冲洗液为粘弹性流体而非传统观念上的假塑性流体;与传统泥浆对比试验证明SM植物胶冲洗液的流变性能优越;文章结尾对SM植物胶冲洗液的流变参数作了简单的分析讨论。

飞机除冰/防冰液的流变特性研究

使用Brookfield粘度计对非牛顿流体型飞机除冰/防冰液的流变性进行了研究,通过对飞机除冰/防冰液剪切速率和剪切应力的测量和数据拟合,发现在中等剪切速率条件下,飞机除冰/防冰液符合幂律流体的流变特性;在剪切率趋近于0和趋近于无穷大时,飞机除冰/防冰液的粘度都是趋近于一个固定值,据此推导出新的流变方程,新流变方程能在整个剪切速率范围内很好的反应飞机除冰/防冰液的流变特性。

似膏体充填料浆流变特性及其多因素影响分析

本文以流变力学、正交实验、方差分析、数理统计与回归等为理论基础,测试似膏体充填料浆的流变曲线,计算流变参数,回归流变方程。以正交实验数据为基础,定量和定性分析了料浆浓度、细粒级含量、胶凝材料含量、料浆温度等因素对流变参数的影响主次关系及影响规律。