Aermet100钢等温压缩力学行为及正交多项式本构模型的建立

由于Aermet100钢是一种新型超高强度钢,需要对其进行高温流变性能的相关研究。文章通过因果图分析设计试验,再次对各因素(温度、应变、应变速率等)对流变应力的影响进行了分析,并通过正交试验设计和正交多项式理论,建立了Aermet100钢的正交多项式本构模型。结果表明,建立的本构模型误差精度满足工程需要,可以作为后续成形过程控制的基础。

基于改进的多段线性本构模型的超弹性 SMA螺旋弹簧力-位移关系研究

提出了一种改进的多段线性形状记忆合金(SMA)本构模型,在此基础上,结合螺旋弹簧的基本力学性能,给出了复杂荷载下超弹性SMA螺旋弹簧力-位移关系模型的数值仿真方法。对Motahari提出的SMA多段线性本构模型进行了改进,给出了子环曲线弹性模量的定义,使子环的模拟更加逼近试验结果。同时,考虑到SMA螺旋弹簧的轴向大变形,将原来的一维模型推广到兼顾截面扭转和弯曲两种效应的二维模型。通过两种NiTi螺旋弹簧试件在多种荷载工况下的拉伸试验,对所建立的力-位移关系仿真模型进行了验证。仿真与试验结果表明,应用建立的超弹性SMA螺旋弹簧力-位移关系模型能较为准确地模拟复杂加载工况下弹簧的力学行为。和Motahari模型相比,本文提出的力-位移模型更接近试验结果。

基于遗传算法的奥氏体SMA神经网络本构模型

为了研究加/卸载速率对奥氏体SMA(shape memory alloy)本构的影响,以弥补Brinson等经典SMA本构模型的不足,进行了奥氏体SMA丝的力学性能试验。根据材性试验结果和神经网络、遗传两种智能算法理论,提出了两种速率相关型SMA本构模型,一种是BP网络本构模型,另一种是遗传算法优化BP网络本构模型。并对这两种本构模型进行了Matlab仿真模拟。SMA材性试验结果表明,循环稳定后,加/卸载速率对SMA的超弹性性能影响较大。Matlab仿真结果表明,以试验数据作为神经网络训练数据的遗传优化BP网络本构模型,其预测曲线与试验的应力-应变曲线吻合很好,预测误差很小,相比未优化BP网络本构模型具有更高的稳定性,是一种较为理想的速率相关型本构模型。

基于Auricchio F本构模型的SMA垂直曲力学行为分析

描述了Auricchio F形状记忆合金(SMA)的本构模型.基于该模型的本构方程,应用非线性有限元分析方法,对SMA垂直曲的力学行为进行分析,为正畸临床提供理论参考指导.

基于SMA神经网络本构模型的结构地震响应控制

利用遗传算法优化BP神经网络初始权/阀值,建立SMA神经网络本构模型,并将优化配置后的SMA应用到一空间杆系结构,通过MATLAB编写Newmark-β算法程序求解结构动力反应,与振动台试验结果进行对比。结果表明,相比未优化的SMA神经网络本构曲线,优化后本构曲线能更好地预测SMA在反复荷载作用下的超弹性恢复力,是一种稳定性较高的速率相关型动态本构模型。应用优化配置的SMA丝进行振动控制后,结构地震反应峰值仿真结果与试验结果基本吻合,且得到有效地抑制,验证了SMA神经网络本构模型的适用性和采用MATLAB进行SMA被动控制仿真的可行性。

基于BP网络本构模型的SMA拉索系统优化控制分析

通过试验测试了SMA材料的超弹性性能,以材性试验数据作为BP网络的训练样本,建立了SMA经遗传算法优化的BP网络本构模型。在MATLAB中直接调用该本构模型,利用改进的遗传算法,对一空间模型结构进行了SMA位置和数量的优化,并对最优布置方案进行了地震反应分析。结果表明,相比未优化的BP网络,优化后的BP网络本构模型与试验曲线吻合地更好,稳定性更高;BP网络本构模型调用简单,精度高,便于SMA控制系统的MATLAB仿真分析。改进的遗传算法能够保证遗传过程中SMA根数的不变,提高全局搜索的效率,获得更优的布置位置;经优化配置后的SMA控制系统可以更加有效发、地降低结构的地震反应,布置4根SMA拉索时,模型结构的层间位移之和即可减少44.51%。

基于神经网络的SMA本构模型研究

形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)是一种新型智能合金材料,具有广泛的工程实用价值。基于不同的理论,许多学者提出一系列SMA本构模型。本文利用BP(Back Propagation)神经网络拟合拉伸试验所得数据,得到基于BP网络的SMA本构模型。通过选择试验可测得数据作为输入数据,简化了数据输入及计算复杂度,提高了本构模型的准确性及适用性。结果表明,训练成型的神经网络本构模型,能够以较小的误差(<1%)对试验结果进行拟合,并继续在此误差范围内预测有一定数据波动的SMA材料,具备良好的模拟、泛化能力。

基于二重切比雪夫多项式的多自由度系统SMA非线性恢复力识别

针对真实结构在动力荷载作用下恢复力模型难以用准确参数化形式描述问题,将结构非线性恢复力作为结构损伤及非线性行为的直接描述,提出基于二重切比雪夫多项式模型的多自由度体系非线性恢复力时域识别方法,实现结构质量信息完全未知及激励完整、非完整两种情况下多自由度系统非线性恢复力识别。通过带理想双旗形恢复力模型形状记忆合金(SMA)阻尼器两自由度数值模型的数值模拟与安装SMA阻尼器的钢框架模型动力实验结果验证该方法的识别效果,并与基于幂多项式模型方法进行对比。数值模拟验证中同时考虑测量噪声对识别结果影响。结果表明,该方法能对结构质量分布及在动力荷载作用下非线性恢复力进行有效识别,为结构在动力荷载作用下损伤发生、发展过程监测及结构耗能的定量评估提供方法。

设置超弹性SMA阻尼器的框架结构地震反应分析

将超弹性形状记忆合金 (SMA)阻尼器应用于框架结构的被动控制中。给出了超弹性形状记忆合金简化的本构模型 ,建立了结构 -阻尼器体系的力学分析模型及其一般方程 ,通过模型结构在地震作用下的控制仿真分析和对比 。

含损伤SMA增强智能复合材料的一维增量本构关系

基于对马氏体相变热流 -温度曲线的唯象模拟 ,以及马氏体体积分数与热力势对温度偏导数之间的线性关系 ,提出了一种新的马氏体相变动力学模型。借助细观力学模型 ,研究了纤维断裂和剥离对宿主材料刚度和热膨胀系数的影响 ,并给出了相应的数学表达式。引入了纤维断裂损伤度、纤维剥离损伤度和界面影响系数等表征损伤程度的物理量 ,并最终建立了考虑这些损伤影响的形状记忆合金增强智能复合材料的一维增量本构关系。

一种形状记忆合金的本构模型及其应用(英文)

建立1种本构模型,用于研究形状记忆合金(SMA)结构和复合材料的力学响应。首先,该本构模型在单轴应力状态和多轴应力状态下得到考核;其次,给出了移植到ABAQUS的用户子程序umat的求解格式。利用有限元方法分析了SMA的CT(紧凑拉伸)和TPB(三点弯曲)试样以及SMA—纤维增强复合材料和常规金属合金增强SMA基复合材料的力学响应。在CT和TPB裂纹前端,有不同的相变规律,SMA复合材料的相变取决于应力状态和两相材料的材料性质等。

SMA管道接头轴向本构关系研究

在形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)管道接头的数值模拟过程中,为了简化数值模型和减少单元数量,可将SMA管道接头等效为等截面直杆部件。本文基于Auricchio、Taylor提出的SMA本构方程,采用ABAQUS软件对SMA管道接头进行数值模拟计算,采用SPSS软件对影响SMA管道接头拉伸强度的主要影响参数进行相关性分析,从而构建SMA管道接头等效部件的本构方程,为SMA管道接头的计算与设计提供理论依据。

形状记忆合金的二维本构模型

形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)的二维本构模型是在SMA由奥氏体和马氏体动态组成的基础上建立起来的.在一定的应力与温度范围内,由于马氏体是弹塑性的,则把奥氏体的行为假设为线弹性的,SMA行为被认为是每一相单独行为的动态组合.利用传统的塑性理论提出了SMA的二维本构模型,此模型可以用来描述SMA的主要特征,如铁弹性、形状记忆效应和伪弹性等,计算结果比较符合实验结果.

关于材料宏观本构模型的实验研究

为了更合理的对建立材料宏观本构模型进行实验研究，本文在因果图分析的基础上采用正交实验设计方法，通过极差分析和贡献分析确定影响材料流变应力的宏观因素，最后通过正交多项式建立材料的宏观本构模型。

基于SMA模式的VP+hand习语构式的语义认知机制研究

英语习语中存在大量VP+hand结构的表达,这些习语中的动词除所属身体部位意义,表示所属,获得之外,它们的整体意义还扩展到给予,位移,信息传递,致使等方面。那么,这些扩展义是如何形成的,VP与hand的非所属性如何解释?该文在认知语言学及构式语法的理论框架下,将vp+hand习语视为一种独立的构式,以图式范畴理论,自主依存理论和构式压制中的M-压制为理论基础,加以修补和整合形成新的SMA模型,以此来解释此构式的生成机制。研究表明,vp+hand习语表达式中的动词以归属类和获得类动词组成了构式的原型图示,其他六大类为语义扩展图示,语义扩展的途径体现为M-压制。修补整合后的SMA模式对vp+hand习语构式的语义认知机制有很强的解释力。

形状记忆合金(SMA)层合梁动力学分岔分析

针对有形状记忆合金的层合梁系统,分析了形状记忆合金层与梁中间基体的厚度比相关参数、激励强度对系统的振动幅频响应的影响。采用形状记忆合金多项式本构模型,建立层合梁的量纲归一化的运动方程,用Galerkin方法离散得到任意阶模态动力学方程,再由平均法求得幅频响应方程。利用奇异性理论计算转迁集和不同类型的幅频响应图。结果表明,一阶模态非线性振动幅频响应可分为类线性和硬特性两种类型。响应为类线性时,厚度比和激励强度在类线性区取值,形状记忆合金层对系统几乎没有减振效果;响应为硬特性时,激励幅值越大,形状记忆合金层越厚,SMA层对系统的减振效果越明显。在不同的激励及SMA层厚度下,二阶和三阶模态非线性振动幅频响应定性相同,其类型可分为:类线性、硬特性、软特性、软硬特性。

SMA长纤维增强弹塑性基体复合材料的力学性能

本文从作者建立的 SMA本构模型出发 ,推导出增量型的 SMA本构关系 ;借助于细观力学的方法 ,推导出了新的长纤维 SMA复合材料的增量型细观本构模型 ;应用此模型分析了该复合材料的力学性能 ,得出了一些定量的结论 ,尤其是计算了复合材料中各相的残余应力的变化 ,这对智能复合材料的设计提供了很大帮助。

多遇地震下SMA-叠层橡胶支座力学性能模拟

为研究所设计的形状记忆合金(SMA)-叠层橡胶支座在多遇地震下的隔震性能.采用Auricchio&Sacco本构模型对SMA材料进行数值模拟,验证此本构模型能够较好的描述SMA材料的超弹性特性;对SMA材料进行了超弹性拉伸试验,研究了应变幅值、加载速率和循环次数等因素对SMA超弹性力学性能的影响;通过建立SMA-叠层橡胶支座模型,有限元分析得到恢复力-位移滞回曲线,分析了位移和荷载变量对支座的等效水平刚度、等效阻尼比和单位循环耗能的关系.结果表明:SMA-叠层橡胶支座在多遇地震下表现出较好的耗能能力和水平刚度,且随着地震灾害的加剧,这些优良特性表现出稳定上升趋势,说明SMA-叠层橡胶支座确实具有有更理想的隔震效果.

一种橡胶材料超弹本构等效试验方法

为解决试验室条件不足、等轴拉伸试验开展困难等问题,根据单轴压缩与等轴拉伸等价关系,开展橡胶材料单轴拉伸和等效等轴拉伸本构试验,拟合得到最接近试验结果的2阶多项式本构模型参数,对比船用橡胶减振器静变形的有限元计算结果和试验结果发现,该本构模型可较好地描述橡胶减振器的力学性能。

SMA纤维复合材料梁振动半主动控制

分析了一类形状记忆合金(SMA)纤维混杂层合梁用于振动控制的动力学模型和作用机理.采用多胞模型、形状记忆合金一维本构关系分析方法,同时考虑横向剪切的影响,建立了层合梁的数学模型.半主动控制是通过改变受控结构的参数来减小结构振动的响应.根据开关控制原理确定可变刚度系统的控制律,进行SMA纤维混杂层合梁的半主动控制的数值仿真.结果表明,将半主动控制应用于梁的振动控制是一种有效的方法.