海上风机大直径嵌岩单桩非线性动力特性

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作者 贺瑞 金煜 +1 位作者 吉吉 国振 《河海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期121-130,共10页

以海上风机大直径嵌岩单桩为研究对象,在有限元数值模拟中引入土体非线性黏弹性本构模型与岩体损伤模型分析桩周土体、岩体刚度随应变衰减的特性。结果表明:考虑上部动荷载作用下的桩-土-岩非线性动力相互作用时,桩底嵌岩能有效提高单... 以海上风机大直径嵌岩单桩为研究对象,在有限元数值模拟中引入土体非线性黏弹性本构模型与岩体损伤模型分析桩周土体、岩体刚度随应变衰减的特性。结果表明:考虑上部动荷载作用下的桩-土-岩非线性动力相互作用时,桩底嵌岩能有效提高单桩抵抗变形能力,桩周土体变形量随岩体风化程度增加而增大、随嵌岩深度增加而减小;动荷载相对幅值(动荷载幅值和静力承载力的比值)对单桩动刚度的影响最大,岩体风化程度、单桩嵌岩深度的影响次之;岩体最大损伤常出现在土岩交界面附近,岩体强风化情况下桩底也可能出现轻微损伤;同静载情况相比,动荷载惯性效应会放大岩体损伤量。 展开更多

关键词 大直径嵌岩单桩 黏弹性本构模型 岩体损伤模型 桩土动力相互作用 海上风机

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基于触发式黏塑性元件的黏性土黏弹塑性动本构模型

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作者 赵程斌 骆亚生 +2 位作者 范全 孟智田 孙哲 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期502-510,524,共10页

基于黏性、弹性和塑性元件构造的动本构模型往往存在预测效果较差,不能完全反映黏性土的黏性、弹性、塑性的缺点。通过引入一种触发式的黏塑性元件Ψ,以残余变形为切入点,提出了一个考虑振动稳定和振动衰化现象的黏性土黏弹塑性动本构模... 基于黏性、弹性和塑性元件构造的动本构模型往往存在预测效果较差,不能完全反映黏性土的黏性、弹性、塑性的缺点。通过引入一种触发式的黏塑性元件Ψ,以残余变形为切入点,提出了一个考虑振动稳定和振动衰化现象的黏性土黏弹塑性动本构模型,并通过动三轴试验进行了验证。该动本构模型不但能够描述动荷载作用下黏性土残余应变的发展规律,且能合理地预测动应变的发展情况。结果表明,试样在动荷载作用下,存在元件Ψ的黏滞系数随振动周期增长而衰减的现象,且衰减情况和含水率密切相关。最优含水率是影响振动稳定和振动衰化现象的重要参数,当含水率小于最优含水率时,试样变形表现为振动稳定,此时元件Ψ黏滞系数的变化可以忽略不计;当含水率大于最优含水率时,试样变形表现为振动衰化,此时元件Ψ黏滞系数的变化不可忽略。 展开更多

关键词 触发式黏塑性元件 残余变形 振动稳定 振动衰化 黏弹塑性动本构模型

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基于SPH方法的渤海海冰动力学数值模拟 被引量：4

3

作者 王刚 岳前进 +2 位作者 李海 季顺迎 吕和祥 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期322-328,共7页

简要介绍了光滑质点流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,简称SPH)方法的基本原理,并将此方法应用到渤海海冰动力学数值模拟中.在对海冰动力学方程和粘弹塑性本构方程进行SPH处理的基础上,对渤海海冰的动力演化过程进行了48 h... 简要介绍了光滑质点流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,简称SPH)方法的基本原理,并将此方法应用到渤海海冰动力学数值模拟中.在对海冰动力学方程和粘弹塑性本构方程进行SPH处理的基础上,对渤海海冰的动力演化过程进行了48 h的数值模拟,得到了海冰厚度、密集度、速度和主应力的演化过程及分布规律,同时对模拟的海冰厚度等值线分布与卫星遥感图像进行了对比分析.数值模拟结果表明,SPH能够精确地模拟海冰分布规律以及冰缘线的位置,具有很高的计算精度和稳定性,是一种有效的海冰动力学数值模拟方法. 展开更多

关键词 光滑质点流体动力学 海冰动力学 粘弹塑性本构模型 数值方法

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振动力场作用下单螺杆塑化熔融过程数值模拟 被引量：2

4

作者 冯彦洪 瞿金平 +3 位作者 刘斌 何和智 晋刚 邹新良 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期104-110,共7页

为研究振动力场对单螺杆挤出机中熔融过程的影响,根据“流动的固体”这一概念,利用流体动力学实现对整个熔融区域的求解,解决了相变以及固熔界面跟踪的问题,建立了简化的二维动态熔融模型.由于熔融过程是一个非等温相变过程,并且振动力... 为研究振动力场对单螺杆挤出机中熔融过程的影响,根据“流动的固体”这一概念,利用流体动力学实现对整个熔融区域的求解,解决了相变以及固熔界面跟踪的问题,建立了简化的二维动态熔融模型.由于熔融过程是一个非等温相变过程,并且振动力场作用下聚合物具有依时性非线性黏弹特性,因此修正了具有松弛谱特性的Maxwell非等温黏弹本构模型,对动态熔融过程进行了模拟,并分析了振动频率与振幅对熔融行为的影响规律. 展开更多

关键词 振动力场 单螺杆 动态熔融 数值模拟 松弛谱 非等温黏弹本构模型

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基于分数阶导数的沥青混合料动态黏弹行为 被引量：9

5

作者 尹应梅 张肖宁 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期3891-3897,共7页

为了描述沥青混合料的动态黏弹行为,选择3种沥青混合料进行动态力学分析。通过沥青混合料动态蠕变试验和动态频率扫描试验,提出采用分数阶导数Burgers模型和分数阶导数Maxwell模型对沥青混合料的动态黏弹行为进行拟合,并与经典黏弹模型(... 为了描述沥青混合料的动态黏弹行为,选择3种沥青混合料进行动态力学分析。通过沥青混合料动态蠕变试验和动态频率扫描试验,提出采用分数阶导数Burgers模型和分数阶导数Maxwell模型对沥青混合料的动态黏弹行为进行拟合,并与经典黏弹模型(Burgers模型和广义Maxwell模型)的拟合结果进行比较。研究结果表明:Burgers模型不能很好地拟合动态蠕变曲线,在蠕变始末端偏差尤为明显;广义Maxwell模型在动态模量曲线两端的拟合效果较差,而分数阶导数Burgers模型可较精确地描述沥青混合料的动态蠕变曲线;分数阶导数Maxwell模型的拟合效果较优,且拟合得到的参数具有一定的物理意义。 展开更多

关键词 沥青混合料 分数阶导数 动态黏弹行为 本构关系 流变模型

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地震作用下大直径嵌岩单桩动力响应数值分析 被引量：3

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作者 贺瑞 朱元张 +2 位作者 张继生 吉吉 国振 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期66-76,共11页

以大直径嵌岩单桩为研究对象,对地震荷载作用时桩、土、岩的变形规律及桩基刚度进行分析,在有限元-无限元耦合数值模拟中引入土体非线性黏弹性本构模型与岩体损伤本构模型来描述桩周土、岩介质刚度随应变衰减的特性。数值模拟结果表明,... 以大直径嵌岩单桩为研究对象,对地震荷载作用时桩、土、岩的变形规律及桩基刚度进行分析,在有限元-无限元耦合数值模拟中引入土体非线性黏弹性本构模型与岩体损伤本构模型来描述桩周土、岩介质刚度随应变衰减的特性。数值模拟结果表明,大直径嵌岩单桩位移、加速度等动力响应,土体非线性滞回特性以及岩石损伤程度等显著受到桩基嵌岩深度、岩石风化程度和地震烈度等因素的影响,在设计时应深入分析。 展开更多

关键词 大直径 嵌岩单桩 黏弹性本构模型 损伤模型 地震荷载 桩土动力相互作用

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土动力本构模型初探 被引量：4

7

作者 王皆伟 王汝恒 《四川建筑科学研究》 北大核心 2005年第5期84-86,89,共4页

在粘弹性和弹塑性基本理论的基础上,综合阐述了目前国内外土体动力本构模型,并对各种模型的优缺点进行了比较。

关键词 动本构模型 粘弹性 弹塑性 反问题理论

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广义双剪粘弹塑性本构模型在渤海海冰动力学中的应用 被引量：1

8

作者 王刚 季顺迎 +1 位作者 吕和祥 岳前进 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期357-361,共5页

在连续介质力学基础上建立了一个广义双剪粘弹塑性海冰动力学本构模型。该模型在海冰屈服前采用Kelvin-Vogit粘弹性模型,考虑中间主应力和静水压力对海冰屈服的影响选用广义双剪应力屈服准则作为海冰屈服判据,屈服后采用相关联的正则流... 在连续介质力学基础上建立了一个广义双剪粘弹塑性海冰动力学本构模型。该模型在海冰屈服前采用Kelvin-Vogit粘弹性模型,考虑中间主应力和静水压力对海冰屈服的影响选用广义双剪应力屈服准则作为海冰屈服判据,屈服后采用相关联的正则流动法则。采用该本构模型对渤海海冰动力过程进行了48小时数值模拟,讨论了辽东湾海冰的厚度、密集度、冰速和主应力的分布规律,其中海冰厚度分布与卫星遥感资料符合良好,从而有效地验证了该广义双剪粘弹塑性本构模型在海冰动力学中的可靠性。 展开更多

关键词 海冰动力学 本构模型 粘弹塑性 广义双剪应力屈服准则 流动法则

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聚氯乙烯弹性体静动态力学性能及本构模型 被引量：13

9

作者 雷经发 许孟 +3 位作者 刘涛 宣言 孙虹 魏展 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期63-70,共8页

为揭示聚氯乙烯弹性体在静、动态载荷下的力学性能,采用万能材料试验机和改进的分离式霍普金森压杆实验装置获得了材料在应变率为0.001、0.01、0.1、1 510、2 260和3 000 s-1下的应力应变曲线,并以屈服强度为整形器优选参数,对比了紫铜... 为揭示聚氯乙烯弹性体在静、动态载荷下的力学性能,采用万能材料试验机和改进的分离式霍普金森压杆实验装置获得了材料在应变率为0.001、0.01、0.1、1 510、2 260和3 000 s-1下的应力应变曲线,并以屈服强度为整形器优选参数,对比了紫铜、铜版纸和铅等3种整形器材料的整形效果。使用修正的ZWT非线性黏弹性本构模型描述聚氯乙烯弹性体在静、动态载荷下的力学性能。结果表明:聚氯乙烯弹性体在静态载荷下具有应变率效应和显著的超弹性特性,动态载荷下表现出较明显的应变率效应和较强的抗变形能力,且静动态载荷下的力学行为受应变历史影响较大。3种整形器材料中铜版纸的整形效果最好。修正后的ZWT非线性黏弹性本构模型能够得到统一参数的本构表达式,且各应变率下的拟合结果与实验结果具有较好的一致性。 展开更多

关键词 聚氯乙烯弹性体 静、动态力学性能 ZWT非线性黏弹性本构模型 整形器

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激光选区熔化Ti-6Al-4V合金的动态力学性能及其本构关系 被引量：7

10

作者 朱磊 刘洋 +4 位作者 孟锦晖 李治国 胡建波 李国平 王永刚 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期88-97,共10页

为了开展激光选区熔化(SLM)增材制造钛合金的动态力学性能研究,分别采用热模拟材料试验机、分离式霍普金森压杆装置对激光选区熔化钛合金在不同温度下进行了准静态和动态压缩实验,并基于实验结果拟合Johnson-Cook本构模型,同时对钛合金... 为了开展激光选区熔化(SLM)增材制造钛合金的动态力学性能研究,分别采用热模拟材料试验机、分离式霍普金森压杆装置对激光选区熔化钛合金在不同温度下进行了准静态和动态压缩实验,并基于实验结果拟合Johnson-Cook本构模型,同时对钛合金在高温、高应变率下的力学行为进行了有限元模拟。结果表明,相对于铸造或锻造钛合金,激光选区熔化钛合金具有更细小、均匀的组织,使其屈服强度有明显的提升,且表现出明显的应变率强化效应和热软化效应。有限元模拟结果与实验有着较高的重合度,进一步验证了本构参数的有效性,为扩大激光选区熔化技术及其产品的应用提供了理论基础。 展开更多

关键词 激光选区熔化 TI-6AL-4V合金 动态力学性能 Johnson-Cook本构 有限元模拟

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支化高分子熔体粘弹性本构行为的比较 被引量：2

11

作者 胡长旭 王伟 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期183-186,共4页

首先给出表征XPP、DCPP和S-MDCPP 3种粘弹性本构模型流变特性的物料函数,比较了它们对稳态简单剪切和稳态单轴拉伸流动中熔体复杂流变行为的预测能力。结果表明,S-MDCPP本构模型能够较好地反映实际支化高分子熔体的复杂流变行为。最后,... 首先给出表征XPP、DCPP和S-MDCPP 3种粘弹性本构模型流变特性的物料函数,比较了它们对稳态简单剪切和稳态单轴拉伸流动中熔体复杂流变行为的预测能力。结果表明,S-MDCPP本构模型能够较好地反映实际支化高分子熔体的复杂流变行为。最后,讨论了S-MDCPP本构模型中各参数(主链末端支链数q、取向和拉伸松弛时间之比r以及滑移系数ξ)对熔体流变行为的影响。分析表明,主链末端支链数q以及取向和拉伸松弛时间之比r均对熔体的拉伸黏度影响较大,随着q的增加或r的减小,熔体黏度均呈现增加的趋势;随着滑移系数ξ的增加,熔体的剪切黏度降低。 展开更多

关键词 粘弹性本构模型 物料函数 高分子熔体 流变行为

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2,4-二硝基苯甲醚基不敏感熔注炸药动态力学性能 被引量：6

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作者 李东伟 苗飞超 +3 位作者 张向荣 熊国松 周霖 赵双双 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2344-2349,共6页

炸药动态力学性能是影响其安定性的重要因素。为揭示2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基不敏感熔注炸药的动态力学性能特征,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验对DNAN基不敏感抗过载熔注炸药的动态力学性能进行研究。通过入射波整形技术,实现了低... 炸药动态力学性能是影响其安定性的重要因素。为揭示2,4-二硝基苯甲醚(DNAN)基不敏感熔注炸药的动态力学性能特征,采用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验对DNAN基不敏感抗过载熔注炸药的动态力学性能进行研究。通过入射波整形技术,实现了低阻抗、低强度的熔注炸药材料在SHPB实验中的应力平衡和恒应变率加载,得到65 s^(-1)、130 s^(-1)和200 s^(-1)等3种应变率下炸药的应力应变曲线;基于炸药应力应变数据,利用改进的Lesuer标定方法,获得该炸药的Johnson-Cook本构模型参数。结果表明:随着应变率的提高,该炸药失效应力逐渐增加,具有明显的应变率效应;拟合得到的Johnson-Cook动态本构模型能较好地预测该炸药在冲击载荷作用下的力学响应。 展开更多

关键词 不敏感熔注炸药 2 4-二硝基苯甲醚 动态力学性能 Johnson-Cook本构模型 分离式霍普金森压杆

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柔性喷管用弹性件材料动态力学性能试验与数值模拟 被引量：2

13

作者 李定机 毛成立 +2 位作者 郑庆 童悦 马超 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期407-415,共9页

为了计算柔性喷管摆动过程中非线性弹性和粘性行为,针对柔性接头用橡胶材料进行了试验与数值计算研究。进行了多次加载、循环加载以及不同速率和不同应变水平加载的力学试验;将三阶Ogden模型和Boyce-Bergström迟滞模型结合的超-粘... 为了计算柔性喷管摆动过程中非线性弹性和粘性行为,针对柔性接头用橡胶材料进行了试验与数值计算研究。进行了多次加载、循环加载以及不同速率和不同应变水平加载的力学试验;将三阶Ogden模型和Boyce-Bergström迟滞模型结合的超-粘弹性模型应用在试验件的有限元仿真中,利用模拟退火算法对模型参数进行了优化。试验结果表明,应变水平对迟滞曲线的影响比应变速率的影响更为显著,在剪切应变小于1.5的范围内,前者的变化造成了迟滞环面积363.465%的变化,而后者变化仅造成了迟滞环面积20.51%的变化。计算结果表明,所采用的超-粘弹性模型能够表征橡胶的迟滞特性和速率相关性,计算迟滞应力-应变曲线的平均误差为9.80%,相关的建模和参数识别方法可以指导柔性接头摆动过程中的动态力学计算。 展开更多

关键词 柔性喷管 柔性接头 动态力学分析 超-粘弹性本构模型

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