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。

简支Maxwell模型粘弹性输流管道的稳定性分析

在弹性输流管道研究的基础上 ,采用递推格式的有限差分法 ,对简支Maxwell模型粘弹性输流管道 (回转守恒系统 ) ,探讨了其动力特性和稳定性问题 ,具体分析了材料的松弛时间对无量纲流速与前三阶模态的无量纲频率的实部及虚部之间的变化曲线的影响· 发现发散临界流速随松弛时间的减小而降低 ,随后发生的耦合模态颤振临界流速随松弛时间的减小而增大 ;甚至在质量比较大时 ,随着松弛时间的减小 ,可推迟乃至不发生耦合模态颤振· 当无量纲松弛时间达到 10 3量级以上时 ,即可将其按弹性管道处理· 甚至在 H为 10 2 量级时 。

Maxwell模型粘弹性矩形厚板固有横向振动

由于各向同性粘弹性体剪应力-角应变的本构关系与应力-应变的本构关系相似,据此可得到Maxwell模型粘弹性矩形厚板固有横振微分方程。并讨论了Maxwell粘弹性矩形厚板的振动特性。

广义Maxwell体土模型条件下粘弹性桩纵向振动的半解析解及应用

研究考虑桩身材料阻尼 ,桩侧土采用广义Maxwell模型条件下 ,均质土中不均匀桩 (截面面积或材料性质在桩长方向上突变 )的纵向振动特性 ,求得了瞬态半正弦脉冲荷载作用下 ,桩顶频域响应的解析解及时域响应的半解析解 ,分析了桩身材料阻尼及土质变化对桩顶时域、频域响应曲线的影响 ,得到了有关新的结论。通过本文理论结果与实际工程桩的实测曲线的拟合对比 。

血液粘弹性测量实验结果的Maxwell模型分析

本文将血液看作为Maxwell流体，考察了其在双筒流变仪中振荡的情况，并对测量实验结果进行了分析和探讨.

基于Maxwell模型的线性粘弹性波传播问题的质量集中杂交应力有限元法

在用有限元方法解偏微分方程时我们往往需要对质量矩阵求逆.我们对质量矩阵进行质量集中可以将得到的矩阵对角化,大大提高计算效率.本文针对一类求解二维线性粘弹性固体介质波传播问题的全离散杂交应力四边形有限元方法研究其质量集中格式,并利用位移插值节点为求积节点的Gauss-Lobatto数值积分方法来实现质量矩阵的对角化.数值算例验证了该方法的有效性.

基于Maxwell改进模型的气动人工肌肉迟滞特性

针对气动人工肌肉非线性程度高、迟滞模型建立困难的问题,研究了气动人工肌肉的迟滞特性,提出了一种基于滑移算子的改进Maxwell模型。搭建了气动人工肌肉的收缩力测试平台,进行了静态力实验和动态力实验,得到了气动人工肌肉的迟滞力曲线,并分别考虑了不同行程、不同充气压力和不同伸缩速率对迟滞环的影响,得到了气动人工肌肉的各项迟滞特性。针对传统Maxwell模型无法很好地表现气动人工肌肉的非对称迟滞特性,将迟滞力曲线分别从上部和下部收缩,得到的各项算子较好地表现了气动人工肌肉收缩力曲线的非局部记忆性和非对称性,将最大误差控制在了6.8%以内,中段误差控制在了2.0%以内,较好地匹配了实验曲线,验证了所提模型的普适性。

Maxwell模型粘弹性圆拱固有振动

采用Maxwell模型对粘弹性圆拱的固有振动进行分析,并讨论了粘弹性对圆拱固有振动频率的影响.

关于黏弹性材料的广义Maxwell模型

采用流变力学分析黏弹性材料的流变特性时,常要用到广义Maxwell模型表达的应力松弛模量．而从试验中获得的应力松弛模量,其表达式常为Kohlrausch—William—Watts function(KWW函数)形式．通过把 KWW函数和广义Maxwell模型的拟合问题转化为两矩阵相等的求解问题后,又把两矩阵的相等等价于两矩阵差值向量的一阶范数为无穷小的问题,并通过引入广义逆矩阵,求得两矩阵差值向量的一阶范数的最小值,最后以一阶范数的最小值为目标函数,松弛时间为约束条件,利用单纯形法对两矩阵差值向量的一阶范数的最小值优化,从而提出了一种针对黏弹材料的KWW函数与广义Maxwell模型转换的计算方法．借助于 MATLAB软件,实现了对黏弹材料的广义Maxwell模型的拟合．

冻结兰州黄土的Maxwell粘弹性本构模型试验

开展了冻结兰州黄土单轴加载下的力学特性试验研究,并对Maxwell粘弹性本构模型进行了分析。通过试验表明,冻结兰州黄土在某种程度上具有Maxwell模型的特点。

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。

基于Maxwell模型的压电驱动系统前馈控制方法

为了提高外腔可调谐半导体激光器的测量精度,基于Maxwell模型提出了用于消除其压电驱动系统迟滞非线性的前馈控制方法.基于经典Maxwell力学模型,建立了描述非凸、非对称迟滞环的静态迟滞模型;根据频率与位移幅值的关系建立了率相关系数矩阵,与静态迟滞模型耦合得到率相关迟滞模型,实现了不同频率下压电驱动系统迟滞非线性的精准预测;构建了迟滞逆模型,对压电驱动系统进行前馈补偿控制.实验结果表明,率相关迟滞模型具有较高的精度,1 Hz下模型均方根误差为0.049μm, 50 Hz下模型均方根误差为0.252μm.基于迟滞逆模型的前馈控制方法能够明显提高系统输出位移的线性度,增大线性度范围,线性相关系数R2由0.971 58提高到了0.999 77.

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。

分数Maxwell黏弹性胶体阻尼缓冲器启动流模型

针对黏弹性胶体在阻尼缓冲器中流动时黏弹性较强,用于模拟和研究阻尼缓冲器间隙流和孔隙流启动流模型较少的问题,提出一种含准态特性参数、用于研究黏弹性胶体阻尼缓冲器启动流的分数Maxwell模型。阻尼缓冲器阻尼孔和节流间隙中启动流的流动情况简化为圆管内加速流动和两平行板间一板不动、一板加速运动两种单向加速启动流形式,按照实际工况设立控制方程、初始值和边界条件,采用有限差分法求得分数Maxwell模型的数值解,并通过试验证明了模型的准确性。数值模拟和试验测试结果表明:分数Maxwell模型模拟的流体具有良好的黏弹性,其应力呈线性增长趋势;随着模型参数α、β和ζ的增加,分数Maxwell模型流速分布曲线曲率呈下降趋势;启动流试验测试系统捕捉到的黏弹性胶体在阻尼孔中启动流形状从扁平状发展为抛物线状,该结果与分数Maxwell模型模拟结果变化趋势相同;分数Maxwell模型模拟的流体最大液面高度和最大曲率距离与试验结果相吻合,最大误差分别为4.79%和4.67%,证明了所提出的分数Maxwell模型可准确地模拟黏弹性胶体在阻尼缓冲器的阻尼孔和节流间隙中的启动流特性。

分数Maxwell黏弹性胶体阻尼缓冲器振荡流模型研究

针对黏弹性胶体在阻尼缓冲器中流动时黏弹性较强,用于模拟和研究阻尼缓冲器间隙流和孔隙流的振荡流模型较少的问题,提出了一种含准态特性参数用于研究黏弹性胶体阻尼缓冲器振荡流的分数Maxwell模型。根据黏弹性胶体阻尼缓冲器受力时周期往复运动的实际工况,简化黏弹性胶体在阻尼缓冲器阻尼孔和节流间隙中的振荡流动过程,设定振荡流初始和边界条件,采用有限差分法求得了分数Maxwell模型的数值解。通过与牛顿流体模型进行比较,数值模拟了分数Maxwell模型在不同振荡频率下的流速分布及各参数对应力-应变率曲线的影响。数值模拟与实验结果表明:分数Maxwell模型非线性和频率依赖性较牛顿流体模型强;不同参数下,分数Maxwell模型应力-应变率曲线均呈椭圆形,而牛顿流体模型应力-应变率曲线呈直线;随着分数阶指数α、β和准态特性无量纲系数η的增加,分数Maxwell模型的应力-应变率曲线椭圆长轴沿逆时针旋转;所提出的分数Maxwell模型可有效预测黏弹性胶体阻尼缓冲器滞回曲线的形状及变化趋势,且相对于实验结果能量吸收率平均误差为3.60%.

黏弹性理论中广义Maxwell模型的教学法及其在非晶态固体中的应用

黏弹性力学是固体力学研究的重要组成部分,如何开展黏弹性力学教学对于学生理解相关知识至关重要。本文以黏弹性力学最为经典的Maxwell模型为例展示整个教学过程:首先从基本黏弹性元件出发,推导Maxwell模型及其广义表达式,然后结合非晶固体应力松弛实验曲线,从变形单元激活特征时间角度出发,将经典Maxwell模型应用于非晶固体变形,结合实际案例和计算练习来加深学生对于该模型的理解和应用。相比于传统黏弹性力学课程,本文考虑广义Maxwell模型中多个并联单元特征时间在对数时间尺度的Gauss分布形式,这对于非晶态固体的变形研究以及黏弹性理论的课程教学过程具有重要借鉴价值。

分数Maxwell模型应用于PTFE松弛模量的研究

用分数M axwell模型对聚合物PTFE(Polytetrafluoethylene)的应力松弛过程进行了研究.分数M axwell模型的渐近行为是确定其参数的基本依据,但根据实验数据确定的松弛时间与渐近解成立的条件并不自恰.通过适当选定松弛时间,利用起始时段的实验数据确定初始松弛指数和松弛模量,并适当优化末端松弛指数,分数M axwell模型可以对粘弹性应力松弛过程给出非常好的描述.

一种适合橡胶类材料的非线性粘弹性本构模型

借助非线性流变模型建立大变形情况非线性粘弹材料的本构关系 ,考虑到大多数橡胶类材料具有的几乎不可压缩性 ,以及体积响应和剪切响应的流变性能不同 ,将变形梯度乘法分解为等容部分和体积变形部分 ,给出了一种适合橡胶类材料的非线性粘弹性本构模型 ,并模拟了粘滞效应。对于极快或极慢的过程 ,该模型退化为橡胶弹性理论 ;在小变形情况下退化为经典的广义Maxwell粘弹性材料。模型与热力学第二定律相容 ,适合于大规模数值分析。

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．