三元件模型理论及其在纺织上的应用

介绍了三元件模型理论及其本构关系式的推导 ,以及三元件模型理论在纺织上的应用。

血液三元件阻抗动态测量方法

根据血液的三元件阻抗模型 ,以双频率复阻抗信息为已知量 ,建立了全信息动态计算三元件的实用公式 .为实现上述目标 ,研制了相应的检测系统 ,其组成分两部分 :双频率复阻抗检测装置 ,用于检测幅值及相位的基础量和搏动量 ;可控均匀切变流场发生装置 。

带式输送机三元件固体模型启动过程动态分析

为了更精确地表达带式输送机启动过程的动态特性,将带式输送机划分为若干单元,运用牛顿第二定律对每个离散单元的运动过程进行了描述。同时对三元件固体模型的应力应变响应特性进行了分析,其两者结合起来就构成了动态分析模型。该模型未采用等效弹性模量的概念,而是将输送带的弹性伸长量和由垂度变化所导致的伸长量分离开来,更有助于了解整个动态分析的过程。采用迭代方法对模型进行求解,未涉及到对矩阵的处理,更加符合实际情况。采用三元件固体模型对带式输送机做动态分析建模,为动态分析提供了较好的理论指导。

血液三元件阻抗的计算方法

根据血液的三元件电阻抗模型 ,以双频率复阻抗信息为已知量 ,详细介绍了三元件值的推导过程 ,建立了一套可获得三元件基础量和搏动量的完整表达式。为血液电阻抗特性的研究提供了一种新的三元件法。

基于分数阶微积分及改进弹塑性体的流变模型

为了减少流变模型元件个数并提高模型描述岩石非线性流变特征的能力,从改进一种弹塑性体元件入手,在考虑岩石残余强度的基础上,引入损伤变量修正系数,得到改进后的弹塑性体元件。同时引入由分数阶微积分表征本构关系的软体元件,将其与弹簧元件并联构成分数阶开尔文模型。由改进的弹塑性体元件串联分数阶开尔文模型,即可得到一种新的三元件流变模型。以大理岩单轴蠕变试验数据为例对模型进行验证,结果表明三元件流变模型具有较好的模拟精度及良好的应用前景。

基于分段模拟的岩石蠕变模型

为了更好地实现对岩石蠕变特性的描述,基于岩石蠕变的阶段特征,提出分段模拟岩石蠕变的建模思路。应用变分数阶微积分改进的软体元件与弹簧串联得到改进的Maxwell模型实现对岩石稳定蠕变阶段的模拟;同时基于应变触发方式改进蠕变体元件实现对岩石非稳定蠕变阶段的模拟。综合改进的Maxwell模型与改进的蠕变体元件构建一个新的三元件蠕变模型。应用岩盐典型蠕变曲线数据对三元件蠕变模型进行了验证。结果显示构建的三元件蠕变模型可以很好地模拟岩盐的三阶段蠕变,分段模拟思路是可靠的。

盐岩分数阶三元件本构模型研究

借助盐岩流变–超声波试验,得出损伤变量随加载时间的函数关系式,并在经典三元件模型的基础上,通过引入分数阶微积分理论及损伤理论,构建基于损伤演化的盐岩分数阶三元件模型,该本构模型具有元件简明、参数较少等优点。基于盐岩单轴流变试验数据,采用最小二乘法拟合获得该本构模型中的参数。由拟合曲线可知,分数阶三元件模型能够很好地描述盐岩流变的3个阶段,且精度较高,克服经典三元件模型不能表征加速流变阶段的缺点,且验证经典三元件模型为分数阶三元件模型的一种特殊形式。

输送带黏弹性模型分析

为确定合适的输送带黏弹性模型,对常见的Vogit-Kelvin模型和三元件固体模型反映的输送带松弛特性和蠕变特性进行分析和对比,发现三元件固体模型能够反映输送带的松弛和蠕变特性。选取带式输送机启动过程中输送带上某一点应力随时间的变化值作为输入信号源,发现Vogit-Kelvin模型和三元件固体模型的蠕变特性从总体上来说是一致的,但在初始启动阶段,Vogit-Kelvin模型初始应变量较三元件固体模型要小。

基于三元件Maxwell模型的带式输送机压陷阻力的研究

由压陷阻力造成的能量损失已成为带式输送机设计中一个很重要的因素。因此采用适当的方法对压陷阻力进行分析计算,对于带式输送机具有重要的意义。在讨论压陷阻力形成原因的基础上,推导出压陷阻力的近似计算公式。在确保精度的前提下,为了简化计算,选取压陷阻力的模型为一维Winkler模型,同时假设输送带的下覆盖层为线性黏弹性体,选取三元件Maxwell固体模型来描述覆盖层材料的力学特性。最后,利用MATLAB软件探讨和分析了在不同带速和托辊直径条件下载荷对压陷阻力的影响。

血液电频谱特性的测量

为了更全面的了解血液的低频电频谱特性,利用我们所研制的比较法宽频组织、血液电特性检测系统对血液及不同组成、状态等在1Hz～2 0 MHz范围内的幅频特性和相频特性进行了测量。实验结果的进一步分析表明,通过血液电频谱特性的认识,可以帮助我们从一个全新的视角去了解血液、分析血液乃至更微观层次的一些重要性质;同时,指出了现在生物组织、血液等效电模型存在的一些问题及改进的思路。(1)从1Hz～5 KHz范围血液电阻抗下降了99%。(2 )简单的血液电阻、电容等效电路只能是串联等效而非被常用的并联等效。(3)实验表明,血液的等效电路还应进一步分析,因为简单的R、C等效仍有很大误差。(4)为研究探讨血细胞内液电阻、细胞膜电容和细胞外液电阻的三元件模型,在测量时三频率必须非常接近。

珍珠粘胶纱线蠕变性能研究

以三元件模型为基础建立物理模型,利用叠加原理对珍珠粘胶纱线拉伸蠕变过程进行力学分析,求解出纱线蠕变的理论方程,并分别在不同拉伸载荷和拉伸速度下进行蠕变实验,利用数据分析软件拟合出纱线蠕变的回归方程.结果表明:理论方程与实验数据符合良好.

土体流变特性与基坑支护的监控量测

本文结合浦东新区某工程的基坑开挖，研究土体的流变特性及其在基坑支护监控量测中的应用。采用最小二乘法原理将实测位移一时间曲线拟合为多项式，并在此基础上利用位移反分析方法获得三元件粘弹性模型的各项参数，进而得到一个综合线弹性模量Ｅ（ｔ），从而以简单的线弹性有限元程序计算出各时刻的位移值ｕ（ｔ）。计算结果表明三元件模型能较好地反映上海地区软粘土的流变特性。

基于相转变理论的形状记忆聚氨酯的本构方程构建

为了预测形状记忆聚氨酯的力学性能，为材料的设计和制备提供理论依据，借鉴聚合物在外力作用下发生强迫高弹形变的理论，假设形状记忆聚氨酯在外力作用下发生了从初始相到激活相的转变；用Maxwell模型表示初始相，非线性弹簧表示激活相，采用并联的形式组成一个三元件模型。在温度变化过程中，模量随温度的变化规律采用WLF方程表示，而链段运动活化能随温度的演变规律采用一个分段函数描述，构建带有温度场的应力应变本构方程。结果表明，构建的本构方程的理论预测与实验结果有良好的一致性。

桑蚕丝的蠕变性能分析

本文分别对生丝和茧丝进行拉伸性能、蠕变性能测试,实验发现两者的蠕变曲线都呈上升趋势,比较平缓;并且茧丝的蠕变变形要比生丝大,蠕变现象更为明显。接着利用三元件、四元件力学模型分别对生丝和茧丝的蠕变行为进行力学性能阐述,两者对比发现四元件模型能更好模拟丝线在小应变下的蠕变性能。

黏弹性材料蠕变函数和松弛函数的研究

主要是对黏弹性材料蠕变柔量和松弛模量的性能参数进行了分析,并且研究了这2种性能参数间的相互转换的方法,然后通过对橡胶材料的实验研究,得到了橡胶在三元件模型下的蠕变柔量函数方程,最后运用柔量和模量参数之间的转换,同时得到了橡胶材料的松弛模量函数,这对于黏弹性材料的研究分析具有重要的理论意义。

阻燃涤纶/芳纶/聚苯丙噁唑纤维三轴系复合纱的拉伸性能

针对多组分纱线拉伸力学行为的理论模型描述不准确问题,以Vangheluwe模型为基础,对三轴系高性能复合纱的拉伸行为进行分析。Vangheluwe模型不适合描述准线形类纤维,对Vangheluwe模型在应变为零时弹簧模量为零的缺点作修正,得到修正模型。同时,结合Jacobian矩阵与Hessian矩阵在非线性最小二乘法中的应用,用Mat Lab对非线性回归方程进行求解,拟合优度值达到0.999 86,修正后模型的物理意义更准确、表征精度更高。此外,还选用单元件非线性弹簧模型和单元件线性弹簧模型对上述复合纱线拉伸行为进行描述。结果表明,2种模型与该复合纱的实测值拟合亦很好,拟合优度值分别为0.999 85和0.988 04,其中单元件线性弹簧模型可对复合纱拉伸过程的平均模量进行表征。

输送带压陷阻力的研究

基于黏弹性材料在动载荷下的能耗理论,覆盖层采用三元件固体模型,对输送机压陷阻力的能耗机理进行了理论研究,推导出输送带通过托辊时的压陷阻力系数理论公式,并对橡胶输送带的压陷阻力进行了试验研究,结果表明,各因素对压陷阻力的影响与理论分析结果基本一致,证明了理论公式的正确性。得出输送带的黏弹性特性是造成输送机压陷阻力的主要因素。

基于温度效应的带式输送机压陷滚动阻力研究

为了减少带式输送机的能耗损失及运行成本,获得最佳的性能及效率,首先利用橡胶的DMA实验数据拟合粘弹特性模量随温度变化的数学函数,将其导入三元件Maxwell模型,建立了基于温度效应的压陷滚动阻力数学模型;然后给出了Maxwell模型中温度函数的确定方法和覆盖层与托辊接触长度a和b的确定方法;最后采用MATLAB数值模拟的方法,研究了不同温度和不同带速下的压陷滚动阻力特性。研究表明,在-20℃到60℃的温度范围内,压陷滚动阻力随温度的增大而增大,在某一温度下,压陷滚动阻力随着带速增大而增大。

带式输送机压陷阻力理论研究

为了减小带式输送机的压陷阻力,基于粘弹性材料在动载荷下的能耗理论,覆盖层采用三元件固体模型,对输送机压陷阻力的能耗机理进行了理论研究,推导出输送带通过托辊时的压陷阻力及压陷阻力系数理论公式。并结合具体输送机技术参数、利用公式和Matlab软件对各种影响因素进行了分析和探讨,结果表明公式能够正确反映各种因素对压陷阻力系数的影响。输送带的粘弹性特性是造成输送机压陷阻力的主要因素,可以通过选配合适的输送带橡胶材料获得合适的输送带粘弹性参数,并结合调整输送带和输送机的结构参数达到降低输送机压陷阻力的目的。

承载段输送带压陷阻力理论研究

研究承载输送带压陷阻力能耗机理,可以为设计低能耗、高速度、大运量、大功率输送机提供理论依据。通过对运行中输送带与物料间相互作用机理研究,覆盖层采用三元件固体模型,基于平型托辊上输送带压陷阻力能耗理论,推导出承载输送带通过槽形托辊时压陷阻力及压陷阻力系数计算公式,并结合具体输送机技术参数,利用公式和MATLAB软件对几种主要影响因素进行了分析和探讨,结果表明该公式能够正确反映各种因素对压陷阻力系数的影响,可以通过选配合适的输送带黏弹性参数,并结合调整输送带和输送机的结构参数达到降低输送带压陷阻力的目的。