考虑细观损伤的推进剂粘弹性多尺度本构模型研究

为了深入研究固体推进剂细观损伤行为及对其宏观力学性能的影响,在223~333 K温度下对硝酸酯增塑聚醚推进剂(NEPE)推进剂开展了单轴拉伸和应力松弛试验,获得了相应的应力应变曲线及松弛模量主曲线。在有限变形下开发了考虑细观损伤的非线性粘弹性本构模型,该模型通过将微空洞演化与温度、应变率、围压及循环加载损伤等因素关联实现对推进剂力学性能的多尺度分析。通过有限元软件ABAQUS对模型进行了二次开发,并基于试验数据确定了模型参数,之后将模型应用于预测推进剂在不同加载下的力学响应。结果表明,该模型能够准确预测推进剂在宽温(223~333 K)和加载速率(1~200 mm·min^(-1))下的单轴拉伸响应,并且适用于循环加载、围压试验和双轴加载试验,验证了该模型在复杂应力状态下的有效性。该模型所需参数较少且易于嵌入商用软件,可为发动机推装药结构完整性的多尺度分析提供一定的理论指导。

粘弹性材料钻削温度预测模型的建立与应用

粘弹性材料兼有弹性固体和粘性流体的特性,传统的热分析方法无法准确描述同时发生的粘性和弹性变形。针对该复杂材料特性的材料去除过程中的温度场研究是十分稀少的,提出将机器学习算法应用到药柱钻削加工的温度预测当中。首先利用线性回归进行拟合,侧面证明该模型的非线性。其次利用随机森林和BP神经网络算法进行建模,随机森林模型的随机特性使其具有一定的抗噪能力,BP神经网络模型精度最高,决定系数达到0.989。利用BP神经网络模型的预测功能实现加工过程的提前防控,优化加工参数组合,实现高效安全生产。

粘弹性力学模型在纺织领域的应用现状与发展

粘弹性力学模型广泛应用于表征纺织材料的力学性能,本文从粘弹性力学模型的基本原理、常见力学模型及其在纺织材料中的应用等方面,概述了粘弹性力学模型在纺织领域的发展。结果表明:二元件模型可以简便地反映纺织材料的变形特征;三元件模型在反映纤维的应力松弛及蠕变和纱线的拉伸性能方面具有普适性;四元件模型能精准地预测纺织材料的应力松弛及蠕变规律;此外,还讨论了力学模型在纺织复合材料领域的应用。纺织材料粘弹性力学模型应用现状的研究为纺织材料在多领域的应用提供了参考。

带支撑广义Maxwell粘弹性阻尼耗能结构风振响应分析

工程中粘弹性阻尼器的安装通过支撑与结构进行连接,但在安装粘弹性阻尼器的耗能结构随机响应分析中,为了简化计算过程,将支撑的刚度看作无穷大或者忽略支撑刚度的影响。实际上,对支撑刚度的影响加以考虑更能符合工程实际。针对考虑支撑刚度影响的粘弹性阻尼耗能结构风振响应分析过程复杂的问题,提出了一种求解考虑支撑影响的广义Maxwell粘弹性阻尼耗能结构基于Davenport谱风振响应的简明解析解法。在广义Maxwell粘弹性阻尼器微分型本构模型基础上,给出了考虑支撑刚度的粘弹性阻尼器等效本构关系。将粘弹性阻尼器等效本构关系与结构运动方程联立,采用复模态法将其解耦,获得结构风振响应的统一表达式。将耗能结构在Davenport风速谱下的系列响应功率谱密度函数分解为频域响应函数与Davenport功率谱密度函数的乘积形式,基于随机振动理论中谱矩的定义,对响应功率谱密度函数积分后获得无积分项的系列响应谱矩表达式。在算例中通过与虚拟激励法计算结果对比,验证了所提解法的准确性,并分析了支撑刚度在耗能系统中的影响。

基于芯条胶粘弹性本构的芳纶纸蜂窝拉伸孔格形态研究

拉伸工艺是影响芳纶纸蜂窝孔格形态最关键的工序之一。本文基于纳米压痕法确定了芯条胶粘弹性力学本构关系,建立了芳纶纸蜂窝双边拉伸工艺有限元模型。通过蜂窝拉伸-保载实验验证了该模型的有效性。研究发现,芯条胶的应力松弛行为导致了蜂窝两端孔格内切圆直径增大,使蜂窝中部孔格内切圆直径减小。同时,在保载过程中纸-胶粘接处孔格粘结圆角半径减小导致蜂窝孔格内角减小。最后,基于该有限元模型探索了涂胶工艺参数对拉伸后蜂窝孔格尺寸的影响规律。研究表明,涂胶宽度和涂胶厚度的增加会导致蜂窝孔格内切圆直径的减小,而蜂窝孔格内角仅受涂胶宽度的影响,随涂胶宽度的增加而增大。

循环加载下复合推进剂的非线性热粘弹性本构模型

复合推进剂在动态加载下伴随着自热效应,即存在明显的温度升高现象。为了定量描述这种热力耦合特性,基于不可逆热力学理论建立了非线性热粘弹性本构模型和相应的数值算法,编写了基于Abaqus的用户子程序,并通过实验验证了数值算法的正确性。研究结果发现,非线性本构模型成功地描述了复合推进剂在不同加载模式下的非线性力学行为和自热效应,自热效应对复合推进剂的力学行为有着直接影响,与不考虑自热效应相比,循环加载下应力-应变滞回圈的斜率降低显著,表明力学性能已受到自身温度升高的影响。结果表明,考虑自热效应的热力耦合本构模型能更准确地描述复合推进剂的循环力学行为,滞回圈的形状与实验结果更为吻合,斜率误差在10%以内。

基于等效梁模型的叶片榫根粘弹性阻尼减振解析分析

在叶片的榫根添加粘弹性阻尼块是一种重要的被动阻尼振动控制方法。文中研发了一个等效梁模型来实现上述榫根添加粘弹性阻尼块叶片系统振动特性的解析分析。首先,简要介绍了将叶片等效成悬臂梁模型的建模思想。进一步,在考虑榫根摩擦及合理地引入粘弹性阻尼块材料参数的基础上,采用能量法完成了基于等效梁模型叶片系统的解析建模,并给出了求解固有特性和振动响应的方法。再则,进行了实例研究,采用所研发的模型分析了榫根添加ZN-33型粘弹性阻尼块叶片系统的1阶振动特性,并将相关结果与ANSYS求解结果比对以证明所研发模型的合理性。最后,基于所创建的模型讨论了粘弹性阻尼块参数对叶片系统振动特性的影响。结果表明:增加阻尼块厚度、储能模量和损耗因子对叶片减振有利。

深海潜水器观察窗PMMA粘弹性本构模型及结构性能研究

深海载人潜水器作为当今探索海洋的最重要装备之一,彰显海洋建设强国的大国重器。观察窗作为潜水器的“眼睛”,其结构设计是潜水器承压结构研制的核心关键技术。基于通用观察窗玻璃材料PMMA的粘弹特性,首先通过广义Maxwell模型的Prony级数展开,结合PMMA材料压缩的松弛曲线,确定观察窗玻璃结构材料的本构模型。接着针对观察窗接触受力的特点,构建有限元粘弹性模型和通过结构模型试验验证。最后利用参数化建模分析技术,研究观察窗几何结构尺寸对结构粘弹性响应的影响,以及不同加载速率和接触摩擦系数下观察窗玻璃结构粘弹性响应特征。研究结构表明,基于粘弹性的观察窗模型更真实准确地反应潜水器在压力作用下的结构力学行为。

粘弹性相分离模型在二维空间中强解的整体存在性

本文给出了粘弹性相分离模型在二维空间下强解的整体存在性,使用Gagliardo-Nirenberg不等式、Sobolev不等式和Gronwall不等式进行证明,还使用了先验估计的证明方法。

粘弹性本构模型的识别与变形预报

本文针对粘弹性模型，探讨了模型识别方法，首先根据反分析方法确定粘弹性模型的等效弹性模量，然后再确定具体模型的参数，在此基础上进行模型模糊识别；最后对三峡工程高陡边坡稳定性进行了预报分析，计算结果表明文中建立方法的可行性和潜在的应用价值．

粘弹性阻尼器的计算模型

本文介绍了粘弹性阻尼器的构造与性能,以及目前普遍用于分析粘弹性阻尼器的五种计算模型,提出了一种能够体现温度和频率影响的新计算模型—等效标准固体模型,然后通过实例分析,得出有关结论。

盐膏层蠕变粘弹性流体模型及有限元分析

将盐膏层作为线性Maxwell流体 ,建立了平面应变问题的粘弹性力学模型 ,实测了江汉油田王 80 3井不同时段内的井径变化。借助模型辨识理论及运用有限元方法 ,研究了盐膏层蠕变与时间的关系、套管在均匀及非均匀载荷作用下的应力分布、套管制造缺陷 (不圆、不匀度 )对套管应力的影响以及水泥环对套管的保护作用等 ,所得结果为工程实际应用提供了定量的参考依据 ,具有很好的推广应用价值。

FLAC^(3D)粘弹性模型的二次开发及其应用

针对FLAC3D(Version2.0)提供的粘弹性本构模型难以描述岩体变形随时间发展趋于稳定的现象,对FLAC3D的粘弹性模拟功能进行了开发,导出广义Kelvin模型的中心差分格式,并采用FLAC3D内嵌功能较强的FISH语言和FLAC3D的相关命令研制了广义Kelvin模型的接口程序。通过检验算例说明了开发思路和接口程序的正确性,同时还指出了二次开发时应注意的一些问题,并对基坑开挖进行了实例分析,结果符合基坑开挖变形规律。

泥板岩流变试验与粘弹性本构模型研究

某水电站泥板岩变形是该坝区地下洞室群和高边坡研究的主要问题,探讨泥板岩粘弹性本构模型有重要意义。选取泥板岩岩芯做成简支梁进行流变试验,在梁上取10个测点贴上应变片,在梁的中央施加集中荷载,用应变仪测定10个测点的应变片在各级长期荷载作用下随时间变化的应变量。根据所测定的应变量来反演泥板岩粘弹性本构模型,得到了符合泥板岩的粘弹性流变本构模型。

铅粘弹性阻尼器的计算模型

本文首先介绍了作者所开发的铅粘弹性阻尼器的构造与性能，并根据铅弹性阻尼器的试验滞回曲线，采用双线性模型和双线性－RO模型来描述其力学性能，最后根据试验结果进行两种模型的对比分析。分析表明：双线性－RO模型比双线性模型更能真实地描述铅粘弹性阻尼器的滞回耗能特性。

扇形铅粘弹性阻尼器恢复力模型及设计方法研究

依据扇形铅粘弹性阻尼器组成材料的特性,给出了阻尼器的构造参数与恢复力学模型之间的关系,推导出该阻尼器恢复力模型公式,给出了阻尼器的设计方法。基于扇形铅粘弹性阻尼器的性能试验结果,对比分析了理论推导结果与试验结果,分析结果表明:扇形铅粘弹性阻尼器的力学性能主要取决于橡胶和铅芯两种材料,可用双线性恢复力学模型对其进行描述;该阻尼器滞回曲线及设计值与试验值吻合度较好,推导的恢复力模型公式合理可行。

岩石粘弹性模型辨识及参数反演

本文回顾了常用的几种岩石粘弹性本构模型 ,依据蠕变柔量的概念 ,用位移和蠕变柔量两步反分析法从粘弹性本构模型的一般表达式中辨识出岩石的本构模型 .先由相应的位移实测值用解析法反演岩石的蠕变柔量 ,再由岩石的蠕变柔量运用非线性优化技术辨识出岩石本构模型表达式 ,最后进一步由模型参数反算出岩体的粘弹性参数 .文中最后给出了工程实例 .

连铸板坯的粘弹性板模型及鼓肚变形分析

从坯壳材料的粘弹性 (Maxwell模型 )畸变关系和弹性体变关系出发 ,建立了连铸板坯鼓肚变形的粘弹性薄板计算模型。根据弹性—粘弹性的相应原理 ,得到了板坯鼓肚变形的解析解。与宝钢板坯连铸机鼓肚变形的设计公式及现有的其他公式相比 ,该解包含有弹性变形、粘性变形和弹性、粘性的耦合变形 ,能求出在任一时刻板坯内任一点的弯曲变形及鼓肚变形 。

围岩粘弹性模型有限元模拟分析

采用粘弹性理论的对应原理 ,对轴对称圆巷的粘弹性模型进行了分析 ,从而得出了该模型位移场的理论解。并利用大型通用ANSYS有限元分析软件对轴对称圆巷的粘弹性模型位移场进行了数值模拟分析。在此基础上 。

岩体粘弹性本构模型辨识及其工程应用

探讨从各种粘弹性本构模型中如何确定最佳模型问题。将实际工程岩体视为一个复杂系统,施工中实测获得的岩体随时间的变形视为系统的输出响应。基于解决复杂系统等价数学模型的一般原理,运用最小二乘法、非线性最优化技术和拟合度检验法,提出从粘弹性本构模型的一般通式中来确定具体条件下最佳模型的方法;继而用辨识得到的本构模型对三峡工程高边坡稳定性进行预测预报分析,达到理论分析与指导实际工程紧密结合的目的,从而表明该研究方法的可行性和具有潜在的应用价值。