含水率对黄土高原地区几种主要类型土壤流变特性的影响

[目的]研究含水率对土壤浆体流变特性的影响机理,为黄土高原地区泥浆体流动规律的认识和泥石流防治提供科学依据。[方法]以黄土高原地区4种主要类型土壤为研究对象,通过流变振荡剪切测试,探究含水率对土壤流变特性的影响。[结果](1)[土娄]土、褐土和黑垆土的储能模量、损耗模量、剪切应力随含水率的增加(40%~80%)均呈减小趋势,剪切应力分别从229.85,193.38,96.46 Pa减小到2.25,2.65,2.32 Pa;在含水率较大(>50%)的条件下,黄绵土表现出强应变过冲现象。(2)4种土壤浆体的储能模量随剪切应变的增加出现两个平台区,表现出两步屈服现象;随着含水率的增加,浆体出现两步屈服向一步屈服的转变。第一步屈服与初始网络结构的破坏有关,第二步屈服表明浆体结构被完全破坏。(3)当土壤含水率≤50%,土壤细颗粒可通过形成絮凝体增加絮凝程度从而提高土壤浆体流动点剪切应力;当含水率>50%时,土壤中的粗颗粒通过增加颗粒间摩擦力提高流动点剪切应力,此时黄绵土流动点剪切应力大于其他土壤。[结论]土壤流变特性不仅与其自身性质有关,而且受土壤含水率的重要影响;细颗粒含量较大的土壤,在高含水率条件下其浆体更易发生流动。

木材横纹压缩应力-应变关系及其影响因素研究进展

木材横向压缩下应力-应变关系对压缩材料热压工艺的设计和最终产品的物理力学性能有着重要的影响。从木材横纹压缩应力-应变关系和屈服点的确定入手,重点阐述从微观到宏观角度的木材自身组织构造特性,以及压缩工艺参数中温度、含水率等因素对木材横纹压缩应力-应变关系的影响,并对今后木材横纹压缩技术研究方向提出了建议。目前木材横纹压缩变形机制的研究多是围绕木材整体压缩开展,缺乏木材应力-应变关系随木材自身特性及含水率、温度交互作用变化规律的系统研究,以及湿热状态下层状压缩木材内部屈服应力差形成机制的研究。要实现层状压缩木材压缩层位置和厚度的可控性,需要在准确确定木材屈服点和掌握木材应力-应变关系的湿热响应规律的前提下,科学构建适用于湿热条件下木材层状压缩应力-应变关系模型。

稠油拐点温度测算方法研究

稠油拐点温度是稠油开采的重要参数。在稠油流变特性分析研究的基础上,进行性能实验分析,并根据稠油的粘温关系曲线,利用数学方法提出了稠油拐点温度的测算方法,其计算结果符合率较高,可应用于稠油生产中。

基于多目标拓扑优化的复合低屈服点钢阻尼器减震性能分析

鉴于传统低屈服点钢板阻尼器屈服点较高且不能调控的缺点,提出了由低屈服点钢板和普通钢板组合的复合低屈服点钢板阻尼器。提出包括边缘镂空、内部镂空和椭圆镂空等三种钢板阻尼器的新型镂空形式,并将"最大刚度"和"满应力状态"同时作为优化目标,通过交替优化方法对不同镂空形状进行拓扑优化,获得最优形状;对不同形式的复合钢板阻尼器进行有限元数值计算,计算结果表明内部优化模型阻尼器和边缘优化模型阻尼器初始刚度较大、滞回曲线饱满且无应力集中现象。对不同材料配比的两种优化模型阻尼器进行了数值模拟,验证提出的复合钢板阻尼器的屈服点具备可调性;对装有两种优化模型阻尼器的框架整体抗震减震能力进行了仿真分析,结果表明边缘优化模型阻尼器耗能能力更优越,适合应用。

含水率对惠州25-3原油乳状液流变性的影响

从海底开采出的惠州25-3原油含水率相当高,为了确保其顺利输送,有必要研究含水率对惠州25-3原油流变性的影响。配制了与现场黏度相近的惠州25-3原油乳状液,通过实验研究了惠州25-3原油乳状液的凝点、黏度、屈服应力及触变性与含水率的关系。结果表明,惠州25-3原油乳状液的凝点在一定范围内随着含水率的增加而增加;黏度、屈服应力随着含水率的增加先缓慢上升,随后急剧上升;触变性随含水率的增加而增强。

热轧板横折缺陷的成因分析

针对热轧低碳钢卷开卷过程中出现的横折缺陷 ,运用弹塑性力学、金属学等知识分析了钢卷在开卷矫直过程中的弯曲变形、应力分布、屈服平台和形变时效等问题 ,认为横折缺陷不是由板形引起的 ,而是由低碳钢普遍存在的屈服平台引起的 ,从而为解决横折缺陷提供了依据。

大变形管线钢管应变时效硬化研究

高强度管线钢管(X80级及以上钢级)加热并保温一段时间后,钢管力学性能将发生变化(应变时效),通常屈服强度、屈强比升高,屈服点延伸,应力-应变曲线形状改变等,这些性能变化对于钢管应变能力会产生不利的影响。通过对日本JFE公司提供的X80级、1219mm×22mm抗大应变钢管实物的试验检测、研究,分析了对性能有影响的加热温度和保温时间以及应变时效对材料性能的影响规律,为西气东输二线管道工程应用此类钢管提供了依据。

统一弹塑性本构模型在ABAQUS中的开发与应用

基于统一弹塑性本构模型的有限元理论格式,根据ABAQUS的UMAT格式要求,编制相应的接口程序,将统一弹塑性本构模型引入ABAQUS中。采用退化的统一强度模型(b=0时,为Mohr-Coulomb模型)与ABAQUS自带的Mohr-Coulomb模型,对单轴试验和圆形硐室进行弹塑性分析,验证所开发材料子程序的正确性及高效性。考虑到统一强度模型的一般情况(b≠0)和屈服面硬化条件,对圆形硐室进行弹塑性计算,得到应力场的变化规律。所提出的研究思路具有普遍性,为采用ABAQUS平台进行本构模型的二次开发提供了借鉴和参考。

水泥与减水剂相容性的流变学研究

通过考察水灰比、减水剂类型、水泥等因素对水泥与减水剂相容性及净浆流变性能的影响,研究相容性与浆体流变性能的关系,阐述了相容性的流变学含义.研究结果表明:掺减水剂的水泥净浆的流变特征符合一般宾汉姆流型或牛顿流型.Marsh筒法检测的流速是浆体屈服应力和黏度系数的综合反映;饱和点掺量与饱和点Marsh时间分别代表了浆体屈服应力和黏度系数降低至最小恒定值时对应的减水剂最小掺量,以及最小黏度系数的大小.

黏性土剪切带的形成与其屈服的内在联系的探索

为了深入了解黏性土的应力应变特性,对黏性土进行了量测侧向变形的不排水平面应变压缩试验。分析试验结果发现,黏性土局部化变形的起始点与黏性土样中的孔隙水压力的突然增长的转折点非常接近,而孔隙水压力开始急剧增长变化的转折点为其屈服点,说明黏性土剪切带开始形成的偏应力为其屈服点,超过此点后黏性土局部化变形加剧,这个发现将有助于土体在强度理论、变形和稳定分析等方面的深入研究。

能量吸收图法在蜂窝纸板中的应用

目的研究能量吸收图法在蜂窝纸板中可行的应用方法。方法通过以肩部包络线构成能量吸收图的方法和以屈服对应点连线构成能量吸收图的方法对同一个算例进行分析,分别得到各自最佳的蜂窝纸板厚度和单层芯纸厚度。然后以产品的最大许用应力分别进行压缩,查看其压缩变形情况。采用跌落的方法查看其最大变形、产品动能的变化曲线、位移变化曲线和加速度变化曲线,以此来考查这2种方法的可行性。结果通过肩点法得到优化结果,由于产品最大许用应力小于蜂窝板的屈服应力,蜂窝板无法通过层叠变形吸收产品的跌落冲击能量,使得产品响应加速度过大,进而发生破损。通过屈服对应点法得到优化结果,由于产品最大许用应力可以克服蜂窝板的屈服应力,使得蜂窝板可以变形吸能,并可以在达到产品最大许用应力前吸收完所有的能量,可以有效地保护产品。结论文中所用的屈服对应点法在不考虑实际安全系数的基础上,将产品的最大许用应力对应于缓冲材料的屈服应力,所得的优化材料可以有效地对产品起到缓冲保护作用。

大庆原油低温流变特性量化表征

针对东北管网低输量输送大庆原油安全运行的要求,基于流变学理论分析和管输模拟试验研究结果,建立了大庆原油流变特性参数凝点、粘度(表观粘度)、屈服应力与管输条件下热历史和剪切历史关系的数学模型。引入了原油存在不完全可逆性参数的Houska触变模型适用于描述大庆原油的触变特性。通过试验,得到了铁大线、秦京线管输条件下大庆原油的触变模型参数。研究成果应用于大庆原油管道低输量运行特性和安全性评价,基于热油管道流动安全性定量评价方法,得到了铁秦线不同输量下最低安全进站温度。

钢结构抗火分析中的材性模型

为了分析高温下钢材力学性能的变化对结构抗火性能的影响，对基于不同材性模型下的结构分析结果进行了比较，结果表明。

优化复合型金属阻尼器等效模型及减震性能

基于金属阻尼器屈服强度较高且不能调控的不足,提出由低屈服点钢和普通碳素钢组成的复合型金属阻尼器。首先,将"最大刚度"和"满应力状态"同时作为优化目标对边缘镂空的钢板阻尼器进行拓扑优化,获得最优的阻尼器形状;然后,针对复合型金属阻尼器的受力特点建立偏心交叉支撑等效模型,得到阻尼器屈服强度和屈服位移的近似解析解。数值分析结果表明优化复合型金属阻尼器具有滞回曲线饱满且应力均匀的优点,且可按需求调控阻尼器的屈服强度。对装有复合型金属阻尼器的框架整体抗震减震能力进行弹塑性分析,结果表明复合型金属阻尼器的减震效果明显,而经过优化的金属阻尼器性能更加优越。

基坑设计考虑粘性土变形局部化的探讨

根据上海软土在固结不排水平面应变压缩试验条件下应变局部化和剪切带形成的实测研究结果,发现粘性土剪切带开始形成的偏应力为其屈服点。过此点后粘性土局部化变形加剧。这将有助于土体在强度理论、变形和稳定分析等方面的深入研究。为此,在深入研究变形局部化的同时,着重研究考虑粘性土变形局部化的深基坑计算参数问题。

非均匀载荷和内压作用下石油套管的抗挤能力分析

油井套管往往处于管内外复杂的受力环境下,揭示和分析这些因素对套管抗挤能力的影响就显得非常重要,并可为套管强度设计提供理论依据。根据套管在受到外部非均匀载荷和内压作用下的受力特点和材料力学理论,建立了单位长度的理想圆管的环向应力的计算模型,得到了套管内外壁的环向应力分布规律。计算结果表明:套管发生破坏失效位置在圆周方向与最大水平地应力成90°角的内壁上。依据Von Mises屈服准则由失效点得到了非均匀外挤载荷和内压作用下套管屈曲时抗外挤能力的新公式。实例计算表明:在影响套管的抗挤能力的因素中,外载荷的非均匀系数对套管抗外挤能力影响最大,外载荷的非均匀系数越大,套管抗外挤能力下降得越快;在外载荷非均匀性较小的条件下,提高套管外载荷承载能力可通过增大内压和减小套管径厚比来实现。

硅基铜膜应力随温度的变化及等温松弛

采用定点激光反射热循环方法 ,测量了硅基体上铜膜应力随温度的变化及等温松弛 .结果表明 ,开始加热时 ,应力随温度的增加以 - 2 6 2MPa ℃的速率线性减小 ,与弹性理论一致 ,压屈服强度与膜厚的倒数成正比 .在各种给定温度下 ,应力随时间均按负指数形式松弛 。

国产航空有机玻璃(PMMA)的压缩应力-应变行为研究——Ⅱ.力学性能特征参数分析

讨论从加卸载循环的应力-应变表征曲线提取得到的各材料力学性能,尤其是关于屈服和塑性变形的特征参数。包括加卸载弹性模量E_L^T,E_u^T;屈服点的表征参数:屈服应力σ_s^T,屈服应变ε_s^N,屈服应变能U_s;热激活塑性变形的表征参数:活化体积V_τ和活化能ΔH。讨论这些参数对温度和应变率的依赖关系,寻求由这些特征参数作表述,或是存在于这些参数之间的经验关系或规律。

含水率对油包水乳状液流变和析蜡特性分析

以含蜡原油和纯净水为工质,制备了多组不同微观液滴分布的W/O型乳状液,结合微观显微镜和聚焦光束测量仪观察及测量分析,得出了乳状液分散相液滴的大小和分布规律,探讨了油包水乳状液分散相液滴分布规律对乳状液流变、析蜡特性的影响机理。结果表明,随含水率的增大,油水乳状液体系将有更高的表观黏度,屈服应力、凝点和析蜡点也随之增大,恒应力表现出逐渐减小的趋势。大庆含蜡原油的转相点为含水率60%左右。