基于积分本构方程的盐膏岩蠕变参数反演

正确认识盐膏层蠕变规律是进行盐膏层钻井设计、合理确定起下钻时间及预防井下事故发生的关键。文中以相关系数作为盐膏岩本构模型辨识的准则函数,建立了井下盐膏岩蠕变模型的辨识方法。通过引入积分算子,建立了常见蠕变模型的积分型本构方程,并以此为基础提出了根据井径测量信息反演确定盐膏岩蠕变特性参数的位移反分析法。应用该方法可较好地预测井下盐膏层的蠕变规律,并由此确定井径缩小规律与钻井液密度的关系。在英买力区块的应用结果表明,理论预测结果和实际测试结果吻合较好,为盐膏层钻井工艺设计的合理编制提供了理论依据。

用KBKZ型本构方程表征Boger流体黏弹性

用4个KBKZ积分型本构方程(Wagner模型、PSM模型、2e模型以及3r模型)描述了一种Boger流体的黏弹性.采用最小二乘法拟合G＇和G＂获得材料的松弛时间谱,采用非线性规划方法拟合N1得到各模型的衰减函数参数.结果表明,4个模型都可以准确地表征该Boger流体的 流变特性.由于Wagner模型、PSM模型较简单,选择这 两个模型表征Boger流体的黏弹性是合适的.

关于返回映射算法中应力的四阶张量值函数

针对各向同性材料,基于一组相互正交的基张量,建立了一套有效的相关运算方法.基张量中的两个分别是归一化的二阶单位张量和偏应力张量,另一个则使用应力的各向同性二阶张量值函数经过归一化构造所得,三者共主轴.根据张量函数表示定理,本构方程和返回映射算法中所涉及到的应力的二阶、四阶张量值函数及其逆都由这组基所表示.推演结果表明:这些张量之间的运算,表现为对应系数矩阵之间的简单关系.其中,四阶张量求逆归结为对应的3×3系数矩阵求逆,它对二阶张量的变换则表现为该矩阵对3×1列阵的变换.最后,对这些变换关系应用于返回映射算法的迭代格式进行了相关讨论.

Boger流体的松弛谱对非线性粘弹性表征的影响

分析了一种Boger流体的松弛时间谱和该流体的粘弹性表征问题。文中采用带正约束的非线性规划方法得到了包含4个、5个、6个松弛时间的描述此Boger流体线性粘弹特性的时间谱。这些新时间谱比前文报道的含3个松弛时间的谱能更好地描述该流体的储能模量G′。用PSM模型结合这些新松弛时间谱都不能很准确地描述这个Boger流体的第一法向应力差N1的实验数据。作者提出的3r模型描述此Boger流体的N1的结果比PSM模型的计算结果更接近实验值。

刚性滚筒与粘弹性基础接触问题分析

给出了求解刚性滚筒以给定速度滚过粘弹性基础问题的计算公式。利用Winkler粘弹性基础假设简化问题模型,并以标准线性固体模型描述粘弹性材料的本构关系,从而得出粘弹性基础接触区域的应力分布函数。最后的算例表明了运用该公式求解刚性滚筒与粘弹性基础接触问题的有效性。

半解析有限元法分析非线性粘弹体在板材模具中的流动

聚合物熔体在模具中的均匀性决定板材成型的质量。熔体具有非线性记忆性的粘弹效应,同时流道十分复杂。为准确、简便地分析熔体流动情况,针对板材机头流道的特点,提出了流动计算新的方法——有限柱半解析法,即在流道的厚度方向采用富氏级数描述流动分布,把三维有限元方程简化成为二维,得到以流量和压力为未知量的有限元方程。同时采用K-BKZ积分型本构模型描述熔体的非线性记忆性,给出求解非线性方程组的迭代方法,取得较好的收敛性。对两种典型的板材模具进行了分析计算,得出模具出口处的流量分布,通过把结果与三维有限元分析的结果相比较,表明该方法可以准确地分析板材模具中熔体的流动。

塑料熔体三维流动的数值模拟

塑料熔体是具有记忆性的非线性黏弹性流体 ,为了准确分析板材挤出模具中熔体的流动 ,采用了积分型本构方程描述熔体的流变行为 ,同时给出熔体在狭缝流道中的控制方程。根据控制方程的特殊性 ,提出了把有限元半解析法应用于求解黏弹性流体流动问题这一思想 ,从而建立了有限单元体法 ,同时给出求解非线性有限元方程组的迭代方法 ,并采用以上方法对熔体在狭缝流道中的流动进行求解分析 ,将结果与三维有限元解法的结果相比较 ,证明结果是精确的 ,表明采用上述方法模拟熔体在狭缝中的流动是简便可行的。

单向应力状态下线性强化弹粘塑性材料的流变性质

分析了单向应力状态下线性强化弹粘塑性材料的流变性质 ,指出了这种材料的本构方程与粘弹性三参量固体的本构方程相似性 。

分数阶三维积分型黏弹性土体中单桩的水平动力阻抗研究

基于土动力学、黏弹性理论和分数阶导数理论建立了分数阶三维积分型黏弹性土体水平振动控制方程。利用势函数对分数阶三维积分型黏弹性土体的水平振动方程进行解耦,借助分离变量法在频率内求解了分数阶三维积分型黏弹性土体的水平振动,得到了土体对单桩的水平作用,进而建立了分数阶三维积分型黏弹性土体中单桩的水平振动方程。考虑单桩的边界条件和桩顶水平动力阻抗的定义,求解了单桩的水平振动,并对桩顶水平动力阻抗进行了数值分析和讨论。研究表明:高频时,分数导数的阶数对水平动力阻抗有影响,土体黏性系数较小时水平动力阻抗实部和虚部随频率的变化曲线存在波动现象;长径比越大,水平动力阻抗越小,长径比达到一定程度时其对水平动力阻抗几乎没有影响。