基于短期室内试验推导长期稳态蠕变率的盐岩本构模型

由于试验时间的限制,短期室内试验测得的稳态蠕变速率往往为现场实测的5～50倍,故如何通过持续时间较短的蠕变试验结果推求出盐岩长期稳态蠕变率是盐岩蠕变特性研究中的一大难点。基于盐岩蠕变特性的现有理论研究,提出利用新的本构模型解决上述难题。结合典型盐岩蠕变本构模型Lubby2和IfG-G&S的优点,提出能够描述盐岩从一期自动进入二期蠕变全过程,且能够进一步发展为考虑蠕变损伤和失稳的Lubby2_Ⅰ-Ⅱ模型。基于江苏金坛盐岩的试验数据,求得3个蠕变本构模型的参数,并用以计算盐样的稳态蠕变率和金坛储气库的变形量。结果表明:Lubby2_Ⅰ-Ⅱ模型不仅能够较好地描述盐样的实测蠕变曲线,且与金坛储气库二期稳态蠕变率的反演现场值接近。这一结果很好地验证了Lubby2_Ⅰ-Ⅱ模型基于短期室内试验推导现场条件下的盐岩长期稳态蠕变率的可靠性。

屈服强度对304不锈钢SCC裂尖蠕变场及扩展速率的影响分析

为探讨材料塑性对SCC裂尖蠕变场的影响规律,以核电常用的奥氏体304不锈钢为研究对象,采用紧凑拉伸试样建立了SCC裂尖蠕变场的有限元模型。通过材料屈服强度表征材料塑性的变化,研究了不同材料屈服强度对裂尖蠕变及蠕变率的影响规律,运用ABAQUS数值模拟软件进行分析计算。结果表明,高蠕变量区域主要集中分布在近裂尖区域内,屈服强度对SCC裂尖蠕变场的影响较大;随着屈服强度的不断增加,裂尖蠕变量以及蠕变率也在不断增加;随着蠕变的持续推进,蠕变率均趋向于同一水平;随时间的继续增加,蠕变率变化较小,同时裂纹扩展速率随着裂纹长度呈现出近似线性的增加规律。

基于蠕变率参数的车辙试验评价指标研究

国外多数车辙试验选择了车辙深度或相对变形作为评价沥青混合料抗车辙能力的指标,我国和日本采用动稳定度指标.实际上采用什么指标主要取决于混合料本身抗车辙的性能,其次是对混合料性能的区分度.为了能够客观地验证和说明这个问题,在试验研究的基础上,探讨和分析了蠕变率参数对车辙试验的影响.

低蠕变砖压蠕变率测试结果的不确定度评定

根据GB/T 5073-2005对一批低蠕变砖进行高温压蠕变率的测试,并对影响高温压蠕变率的不确定度分量进行分析和评定,给出了不确定度报告。结果表明该测试的不确定度主要来自重复性试验。

硅砖蠕变率的测试方法

本文从测试温度、荷重大小、垫片种类三个方面分析了测试条件对硅质耐火材料蠕变率测试结果的影响。试验结果表明，应使用铂金垫片，以消除因刚玉垫片与试样接触发生反应而对测量结果带来的误差。

层状盐岩蠕变变形相互作用研究

考虑泥岩夹层和盐岩的弹性性质和稳态蠕变性质,通过数值试验方法计算层状复合盐岩体在单轴和低围压三轴荷载作用下蠕变变形过程中力学相互作用和变形时效规律,分析泥岩夹层和盐岩层因蠕变率不匹配对层状盐岩蠕变的影响,初步讨论了层状复合岩体的复合材料研究方法。结果表明,层状盐岩中泥岩夹层与盐岩因弹性参数不匹配产生的初始应力集中在蠕变过程中发生松弛,因泥岩夹层与盐岩层蠕变率不匹配导致两者之间应力重分布,泥岩夹层对盐岩层的蠕变有明显抑制作用。这些分析体现了层状盐岩蠕变过程的非线性性质,为建立层状盐岩体合理本构模型奠定了基础。

岩石时间硬化损伤蠕变特性

分析岩石蠕变过程中的非线性损伤特征,在各向同性的蠕变方程中引入时间硬化,采用应变等效原理,推导出时间硬化条件下的岩石蠕变方程,利用该方程可以同时描述岩石蠕变曲线的初始蠕变、等速蠕变和加速蠕变三个阶段,并进行了参变曲线数值求解和参数特性分析,利用该方程拟合了某页岩三轴蠕变实验数据,同时揭示了蠕变现象的非线性本质.结果表明:利用该方程可以较好地模拟岩石蠕变曲线的3个阶段.

泥岩三轴蠕变实验研究

采用MTS伺服刚性压力实验机对高家梁煤矿泥岩进行了三轴蠕变实验研究,获得了泥岩在不同应力条件下的蠕变变形规律。实验表明围压对泥岩微观缺陷的发展有一定的限制作用。随着围压的增加,泥岩的三轴抗压强度和弹性模量均有所增加。在围压一定时:衰减蠕变量随轴压的增大而增大;衰减蠕变率随偏应力的增加而增大;稳态蠕变率随偏应力的增大而增大。在偏应力一定时,稳态蠕变率随围压的增大而减小。当围压大于4MPa后,围压的限制作用将明显减小。随着围压继续增大,稳态蠕变率变化并不明显。根据获得的实验数据,用回归法求出了H-K模型蠕变方程的参数。结果表明H-K模型能较好地模拟实验结果。在实际工程中可通过支护增加围压以提高围岩屈服强度,也可根据实际工程中泥岩蠕变的变化趋势确定合理的二次支护时间,避免流变破坏的发生。

单晶叶片材料蠕变试验研究

针对单晶材料涡轮叶片的蠕变计算分析的需要，对我国自行设计的单晶材料ＤＤ３进行蠕变试验，根据试验结果提出了进行曲线拟合的方法，并与有限元法计算相结合，对拟合出的蠕变律常数进行了修正，提出了较好符合试验曲线的较精确的Ｎｏｒｔｏｎ蠕变律有关常数Ａ、ｎ和ｐ值，满足了单晶叶片非线性有限元蠕变分析的要求．

软土非线性蠕变压缩模型

从土的力学行为与微观结构相结合的途径探讨滨海软土单向压缩的本构特征,旨在构造一个用于软土一维变形计算的合理形式。据多级加荷压缩试验成果,进一步证明了软土具有非线性蠕变特性;并用幂函数描述了软土压缩蠕变规律,用割线模量法概化了单向压缩的应力应变的关系。提出了压缩蠕变率(CCR)的概念,并建立与土的结构定量参数(定向概率熵和孔隙分布分维数)、应力比之间的幂函数关系。在此基础上,建议了一个考虑非线性蠕变特性的单向压缩本构模型,并用试验资料初步验证了模型的有效性。建议的模型具有参数少、简便实用之特点,可用于软土地基的沉降计算分析。

界面特性对短纤维金属基复合材料蠕变行为的影响

基于短纤维增强金属基复合材料(MMC)的单纤维三维模型(三相),利用粘弹性有限元分析方法对影响金属基复合材料的蠕变行为的因素进行了较为系统的分析。研究中主要讨论了界面特性和纤维取向角对金属基复合材料的蠕变性能的影响。研究结果发现,界面特性诸如厚度、模量和应力指数都对纤维最大轴应力和稳定蠕变率产生影响:稳态蠕变率随界面模量的增大而逐渐减小,当高于基体模量时基本保持不变;纤维轴应力的变化与蠕变率正好相反。稳态蠕变率随界面厚度、应力指数的增加而增大;而轴应力则随之减小。同时不同的纤维取向也影响金属基复合材料蠕变时的轴应力分布和稳态蠕变率。

平顶山盐田互层状盐岩蠕变特性与试验模型研究

地下盐穴储气库围岩变形机理是地质可储性的关键问题。针对平顶山盐田盐层薄、夹层多以及埋藏深等特征,分别采集了纯盐岩、互层状盐岩、泥岩夹层三种岩石试样,进行了不同应力水平下的单轴和三轴压缩蠕变试验。蠕变试验结果表明,单轴和三轴状态下三种试样的蠕变均呈现初始蠕变和稳态蠕变两个阶段,互层状盐岩的初始蠕变时间相对较长,稳态蠕变率处于盐岩和泥岩之间,其变形主要由盐岩层贡献,同时层间变形的不协调导致互层状盐岩在稳态蠕变阶段出现泥岩夹层的颈缩内陷和盐岩层的膨胀外突破坏现象。根据互层状盐岩的蠕变特征,建立起蠕变模型,并根据试验数据拟合出模型参数。分析结果表明,理论模型和试验数据吻合较好,拟合参数完全佐证了上述互层状盐岩的蠕变特殊性,为盐田安全建立地下储气库提供一定的参考依据。

纤维增强聚合物基复合材料的蠕变力学研究进展

叙述近几年国内外纤维增强聚合物基复合材料蠕变力学领域的研究状况 ,着重阐述了从理论、试验等方面已经取得的成果 ,和现实需要解决的问题。对在该领域未来的研究方向和需要开展的工作提出建议。

-1℃下杂质对冰蠕变影响的实验研究

制备多晶冰冰样时掺进6φ,7φ粒度金刚砂和化学杂质,不同杂质含量冰样在-1℃下进行0.42MPa的恒应力单轴压缩蠕变实验,并同不含杂质冰样作对比。发现含固体杂质有迟缓蠕变进程的效应,推迟最小蠕变率出现的时间,并略增大最小蠕变率,而化学杂质(mg/g级的含量)能明显增大最小蠕变率。

单裂隙类岩石强度特性及蠕变模型的实验研究

采用相似材料制作出单裂隙类岩石试件,对单裂隙类岩石试件进行单轴、三轴实验研究。结果表明:(1)单裂隙类岩石试件在单轴压缩下,峰值强度随角度的增加而显著增强;(2)单裂隙类岩石试件在三轴作用下,由于围压作用,试件的峰值强度与单轴压缩的峰值强度呈现不同趋势。当在低围压状态下,峰值强度趋势和单轴压缩下相同;而在高围压状态下,45°裂隙试件的峰值强度最低。通过对比高低围压的应力应变曲线发现围压对45°裂隙的影响最大;(3)通过单裂隙试件的单轴、三轴和围压卸载实验,发现稳态蠕变率都具有相同的趋势:稳态蠕变率随角度的增加先增加后减小,完整试件的稳态蠕变率最低;(4)采用实验法对单裂隙试件的蠕变曲线进行拟合,提出一种适合单裂隙类岩石材料蠕变特性蠕变方程。

基于均匀设计的UHMWPE纤维拉伸蠕变性能的测试方法

以1 555 dtex超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维为例,采用均匀设计探讨了UHMWPE纤维蠕变性能测试方法,通过DPS分析软件对其结果进行多项式回归分析。结果表明:拉伸蠕变性能测试结果的回归模型相关系数为0.996 8,由模型得到的测试参数优化值分别为蠕变载荷210 N(纤维断裂载荷的50%),拉伸速度为197.670 5 mm/min,蠕变时间为70.917 2 min,测试长度为200.481 9 mm,蠕变伸长率为7.301 5%;在蠕变载荷为纤维断裂截荷的50%,拉伸速度为200 mm/min,蠕变时间为70 min,纤维测试长度为200 mm的实测条件下,测得纤维的蠕变伸长率为7.012%,与模型预测值有较好的对应,回归模型有较好的拟合性和稳定性。

热力耦合作用下硬脆性岩石蠕变性质试验研究

以齐热哈塔尔水电站引水隧洞高温段的片麻状花岗岩为例,通过不同温度下的室内分级加载三轴蠕变试验,获得了热力耦合作用下岩石稳态蠕变率和强度的变化规律,揭示了考虑温度影响的蠕变破坏模式。结果表明,片麻状花岗岩稳态蠕变率与温度呈非线性正相关,经典软岩稳态蠕变率模型对片麻状花岗岩同样适用;岩石的长期强度与温度呈负相关,并获得了硬脆性岩石长期强度随温度和围压变化的三元素实用公式;随着温度升高,岩石破坏模式呈现由单斜面剪切破坏到共轭剪切破坏的转变,高温对硬岩具有显著软化作用。

蠕变裂纹启裂和扩展的局部损伤理论

根据局部损伤理论和相似原理 ,给出了蠕变裂纹启裂前的孕育上下限时间并推导了蠕变裂纹扩展率方程。在常载荷下用 2 .2 5 Cr- 1Mo钢作了蠕变裂纹扩展试验 ,高拘束度使早期局部损伤发展迅速 ,实验结果与孕育时间下限接近。稳态预测值由于忽略未开裂部分材质劣化而略低于实验结果值。有限元模拟损伤演变过程 。

含不同倾角裂隙类岩石蠕变特性及数值模拟分析

为研究含不同倾角裂隙岩石的蠕变特性,利用相似理论配制含不同倾角单裂隙类岩石,对含不同倾角单裂隙类岩石试件进行三轴蠕变试验,得到不同角度单裂隙类岩石的稳态蠕变率与稳态蠕变量,利用ANSYS软件对含不同倾角裂隙类岩石进行数值模拟并分析,得到试件的应力与应变云图和裂隙特征点的稳态蠕变量、稳态蠕变率曲线。研究发现:三轴稳态蠕变率随裂隙倾角的增大表现出先增大后减小再增大的趋势,在倾角为30°时稳态蠕变率最大,最大为2.59×10^(-4)h^(-1),在倾角为75°时最小,最小为1.47×10^(-4)h^(-1);试件在蠕变过程中,裂隙尖端产生应力集中现象,远离裂隙尖端的部分应力变化较均匀;运用ANSYS软件对不同裂隙倾角试件进行蠕变模拟分析发现,在30°倾角时蠕变应变量最大,在75°倾角时蠕变应变量最小,90°倾角试件与无损伤试件蠕变应变量变化较均匀。

钙元素对Mg-9Al-0.8Zn合金抗拉强度和蠕变性能的影响

研究了Mg-9Al-0.8Zn合金中添加少量钙元素后的力学性能。结果表明:该合金的屈服强度随钙添加量的增加而增加。含有0.15%Ca的合金能获得最大的抗拉强度。在150~200℃时,随着钙元素添加量的增加,蠕变性能也显著增加。添加0.15%Ca的合金蠕变率(200℃,50 MPa)比基体合金低一个数量级。钙的添加能细化显微组织和增强β析出相的热稳定性,并且蠕变抗力也有所改善。