基于扫频响应反推黏弹性材料分数阶导数模型 被引量：1

1

作者 孙伟 王茁 朱明伟 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期20-26,共7页

提出了基于测试获得的扫频响应反推黏弹性材料分数阶导数模型参数的方法。在同时考虑黏弹性材料阻尼和剩余等效黏性阻尼的基础上,建立了基础激励作用下黏弹性复合板动力学方程,给出了求解振动响应的方法。提出利用基于灵敏度的匹配计算... 提出了基于测试获得的扫频响应反推黏弹性材料分数阶导数模型参数的方法。在同时考虑黏弹性材料阻尼和剩余等效黏性阻尼的基础上,建立了基础激励作用下黏弹性复合板动力学方程,给出了求解振动响应的方法。提出利用基于灵敏度的匹配计算实现分数阶导数模型参数辨识的方法。以贴敷ZN-1型黏弹性材料的悬臂钛板为例,辨识得到了该黏弹性材料的分数阶导数模型。将结果代入到黏弹性阻尼板振动响应分析模型中,通过理论与实验的对比,证明了辨识参数的合理性。 展开更多

关键词 扫频响应 黏弹性材料 力学特性参数 分数阶导数模型 参数辨识

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盐岩的分数阶导数蠕变模型 被引量：12

2

作者 吴斐 刘建锋 +1 位作者 边宇 周志威 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期22-27,共6页

盐岩蠕变特性是影响能源深部地下储存库长期运营的重要决定因素。利用基于分数阶导数定义得到的Abel粘壶以及带应变触发的Abel粘壶建立新的分数阶导数蠕变模型。通过4个月的盐岩蠕变试验,获得全过程蠕变曲线,基于盐岩蠕变试验数据,对分... 盐岩蠕变特性是影响能源深部地下储存库长期运营的重要决定因素。利用基于分数阶导数定义得到的Abel粘壶以及带应变触发的Abel粘壶建立新的分数阶导数蠕变模型。通过4个月的盐岩蠕变试验,获得全过程蠕变曲线,基于盐岩蠕变试验数据,对分数阶导数蠕变模型的参数进行拟合分析,确定模型中的参数,并对建立的分数阶导数蠕变模型与西原正夫模型进行对比分析。结果表明:分数阶导数蠕变模型与试验数据吻合得更好,不仅克服了整数阶蠕变模型在初始阶段与试验数据不能很好吻合的弊端,又能反映盐岩全过程蠕变特征。 展开更多

关键词 盐岩 分数阶导数蠕变模型 西原正夫模型 Abel粘壶

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基于分数阶导数的苹果果柱蠕变特性研究 被引量：1

3

作者 潘嘹 卢立新 王军 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期15-17,共3页

为了给果品减损包装设计提供理论依据,降低果品在运输过程中的损耗,研究了果品的蠕变特性。以水晶红富士为实验材料,基于分数阶导数理论,建立了苹果果柱蠕变的分数导数Kelvin模型。结果表明,分数导数Kelvin模型只需要很少的参数,就能够... 为了给果品减损包装设计提供理论依据,降低果品在运输过程中的损耗,研究了果品的蠕变特性。以水晶红富士为实验材料,基于分数阶导数理论,建立了苹果果柱蠕变的分数导数Kelvin模型。结果表明,分数导数Kelvin模型只需要很少的参数,就能够在较长加载历程中表征苹果果柱的蠕变现象。 展开更多

关键词 分数阶导数Kelven模型 苹果果柱 蠕变

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超分子作用阻尼材料的动态力学模型修正 被引量：3

4

作者 段宇星 赵苗苗 +1 位作者 苏渤 董万元 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期465-471,622,共8页

研究了超分子作用对材料阻尼性能的影响,建立具有超分子修正项的分数阶导数Kelvin-SI模型。采用模型对材料的动态力学性能进行描述,研究其在不同环境条件下的性能变化情况。模型可以准确有效地对材料在不同温度(240~420K)、不同频率(1~1... 研究了超分子作用对材料阻尼性能的影响,建立具有超分子修正项的分数阶导数Kelvin-SI模型。采用模型对材料的动态力学性能进行描述,研究其在不同环境条件下的性能变化情况。模型可以准确有效地对材料在不同温度(240~420K)、不同频率(1~100Hz)下的存储模量以及损失模量进行描述。未修正的分数阶Kelvin-Voigt模型计算的损失模量偏小而存储模量偏大,拟合程度较差,拟合度R-squared值仅为0.787 3。修正后的材料模型拟合较好,拟合度R-squared值在0.98以上。材料的存储模量以及损耗因子都随着温度的增加逐渐减小,随频率的增加逐渐增大。模型的各项参数与物理事实相符合,参数的变化可以对材料的动态力学行为的变化进行正确的描述。 展开更多

关键词 动态力学模型 分数阶导数模型 损失模量 超分子作用

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沥青动静态加载条件下的黏弹模型及模型普适性

5

作者 时敬涛 李军 +6 位作者 徐中凯 单达 李纯 罗施中 陈龙 王体宏 李剑新 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期168-175,共8页

使用动态剪切流变仪(DSR)对沥青进行多温度条件下的动态频率扫描和静态蠕变试验,分别使用多种经典模型和分数阶导数模型描述沥青频率扫描下的黏弹性能,使用经典模型描述沥青静态蠕变行为,对模型参数进行分析,并建立同时满足频率扫描和... 使用动态剪切流变仪(DSR)对沥青进行多温度条件下的动态频率扫描和静态蠕变试验,分别使用多种经典模型和分数阶导数模型描述沥青频率扫描下的黏弹性能,使用经典模型描述沥青静态蠕变行为,对模型参数进行分析,并建立同时满足频率扫描和蠕变试验的普适模型。结果表明:在动态条件下经典模型描述沥青流变行为有波动,而分数阶导数模型具有很好的拟合效果;静态条件下经典模型有较好的拟合效果,且模型参数满足阿仑尼乌兹方程,分数阶导数模型的参数无规律;使用的2种沥青仅在52℃存在能够同时满足静态和动态条件的普适模型,在其他温度段沥青模型无普适性。 展开更多

关键词 道路工程 沥青 黏弹性 Voigt模型 分数阶导数模型 普适模型

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轴向变速Poynting-Thompson梁的稳定性

6

作者 王波 牛鹏玉 苏帅 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第11期62-66,72,共6页

研究轴向变速运动梁和分数阶导数理论,分析轴向变速运动黏弹性Poynting-Thompson梁参激共振的稳定性。材料由Poynting-Thompson梁的三参数模型描述,引入分数阶导数可以用少量参数在较宽频率范围内高精度的描述材料的力学性能。运用直接... 研究轴向变速运动梁和分数阶导数理论,分析轴向变速运动黏弹性Poynting-Thompson梁参激共振的稳定性。材料由Poynting-Thompson梁的三参数模型描述,引入分数阶导数可以用少量参数在较宽频率范围内高精度的描述材料的力学性能。运用直接多尺度法推导主共振和组合共振的幅频方程,通过分离变量法将幅频方程分为实部和虚部。根据Routh-Hurwitz准则,建立新的矩阵及特征方程,确定稳定性边界的充分必要条件。数值算例分析梁的弹性模量、恒定平均速度、黏性阻尼和分数阶导数稳定性边界的变化曲线。 展开更多

关键词 轴向黏弹性梁 参数共振 分数阶导数模型 稳定性

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软黏土变形时效性的试验及经验模型研究 被引量：30

7

作者 罗庆姿 陈晓平 +1 位作者 王盛 黄井武 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期66-75,共10页

对汕头东部入海口的吹填软土进行了一维次固结试验和三轴固结不排水蠕变试验,分析了这两种机制不同的蠕变特性。一维试验结果表明,软黏土的应力-应变关系呈现出明显的非线性特征,且当土体处于超固结状态时,其主固结和次固结变形相对于... 对汕头东部入海口的吹填软土进行了一维次固结试验和三轴固结不排水蠕变试验,分析了这两种机制不同的蠕变特性。一维试验结果表明,软黏土的应力-应变关系呈现出明显的非线性特征,且当土体处于超固结状态时,其主固结和次固结变形相对于正常固结状态会变小,预压可以提高土体的结构屈服强度。在三轴固结不排水蠕变试验中,孔压会随时间一直发展,即有效应力不断减小。当偏应力较小时,土体的变形最终会趋于稳定,应变率也随时间一直减弱;而当荷载增加到临界值时,土体的变形会随时间快速发展,发生加速蠕变破坏。引入分数阶导数的概念,建立了含分数阶导数的Merchant模型,对两种试验数据分别进行拟合并给出了参数范围,结果表明:与经典的Merchant模型相比,分数阶导数Merchant模型能更好地描述软土的蠕变变形,而且模型简单、参数少,能很好地应用到实际工程中。 展开更多

关键词 一维压缩试验 三轴固结不排水蠕变试验 时间效应 分数阶导数Merchant模型

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DOPO超分子作用阻尼硅材料的动态力学性能 被引量：4

8

作者 段宇星 赵云峰 +2 位作者 赵苗苗 苏渤 董万元 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期136-146,共11页

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)接入多乙烯基硅油中制得具有超分子作用的硅橡胶阻尼材料(DOPO-PMVSPVMQ)。研究了材料基团之间的超分子作用及其对材料阻尼性能的影响,建立具有超分子修正项的分数阶导数Kelvin-SI模型。... 以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)接入多乙烯基硅油中制得具有超分子作用的硅橡胶阻尼材料(DOPO-PMVSPVMQ)。研究了材料基团之间的超分子作用及其对材料阻尼性能的影响,建立具有超分子修正项的分数阶导数Kelvin-SI模型。采用模型对材料的动态力学性能进行了表征,研究其在不同环境条件下的性能变化情况。模型可以准确有效地对材料在不同温度(240~420 K)、不同频率(1~100 Hz)下的存储模量及损失模量进行描述。材料的存储模量及损耗因子都随着温度的升高逐渐减小,随频率的增加逐渐增大。在研究的温度及频率范围内材料的模量在0.4~0.8 MPa之间,损耗因子在0.15~0.3之间。在宽温宽频范围内,模型修正项贡献率在30%~60%之间。随着温度的升高、频率的增加贡献率逐渐下降,但仍然在20%以上。 展开更多

关键词 超分子作用 阻尼硅橡胶 分数阶导数模型 损耗因子

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基于弯曲梁流变试验和黏弹性理论评价沥青低温性能研究 被引量：6

9

作者 银花 李凯 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期10157-10165,共9页

通过对长期老化状态下的90#基质沥青、SBS改性沥青、极寒沥青和橡胶沥青在不同低温(-12,-18,-24和-30℃)条件下进行低温弯曲梁流变(BBR)试验,分析了4种沥青60 s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m随温度的变化规律;基于分数阶微分理论,证明... 通过对长期老化状态下的90#基质沥青、SBS改性沥青、极寒沥青和橡胶沥青在不同低温(-12,-18,-24和-30℃)条件下进行低温弯曲梁流变(BBR)试验,分析了4种沥青60 s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m随温度的变化规律;基于分数阶微分理论,证明了黏弹性材料的黏弹性行为分数阶演算,并采用分数阶导数黏弹性模型对沥青BBR蠕变劲度曲线进行拟合,确定了相关的模型参数和物理意义。同时,基于分数阶导数黏弹性模型构建了沥青低温蠕变劲度模量S和蠕变速率m之间的物理方程。结果表明,BBR试验了4种沥青60 s时的蠕变劲度模量S和蠕变速率m与温度的关系,由于沥青会发生玻璃化转变,在温度低于-18℃时,其4种沥青的蠕变劲度模量S和蠕变速率m往往会发生突变,不会呈现显著的线性变化;分数阶导数黏弹性模型能够更加精确地描述BBR试验中的沥青低温性能,模型参数A和分数阶导数阶次α具有物理意义。参数A表示沥青低温变形因子,参数A值越大4种沥青的低温抗裂性越好;分数阶导数阶次α表示沥青低温松弛因子,α值越大,4种沥青的沥青低温松弛能力越强,分数阶导数阶次α可较好地预估沥青的低温蠕变速率m;基于分数阶导数黏弹性模型,沥青低温蠕变劲度模量S和蠕变速率m之间的物理方程可以采用蠕变柔量速率J′(t)表征,并通过增大模型参数分数阶导数阶次α,可以得到更大的蠕变柔量速率J′(t),以提高沥青低温抗裂性能,故蠕变柔量速率J′(t)是一种能够很好地表征沥青低温性能的指标。 展开更多

关键词 黏弹性模型 分数阶导数模型 弯曲梁流变(BBR)试验 沥青 低温性能

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卫星微振动液阻隔振器建模与试验研究 被引量：4

10

作者 刘巧斌 史文库 +3 位作者 柯俊 陈志勇 曹飞 闵海涛 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期999-1007,共9页

卫星微振动隔振器建模是进一步整星振动仿真、优化和控制的基础。针对五参数分数阶导数模型无法描述液体阻尼式卫星隔振器幅变特性的缺点,根据试验数据,分别对各位移振幅激励下的隔振器的动特性曲线进行参数识别,根据参数识别结果,对五... 卫星微振动隔振器建模是进一步整星振动仿真、优化和控制的基础。针对五参数分数阶导数模型无法描述液体阻尼式卫星隔振器幅变特性的缺点,根据试验数据,分别对各位移振幅激励下的隔振器的动特性曲线进行参数识别,根据参数识别结果,对五参数分数阶导数模型进行幅值相关性修正,引入幅变因子。由仿真结果与试验结果的对比可知,引入了幅变因子的分数阶导数模型可以很好地预测隔振器的幅变特性。在提出的改进型分数阶导数模型的基础上,进行了模型参数影响分析。所提出的建模方法可为微振动隔振器的设计和分析提供参考。 展开更多

关键词 微振动 分数阶导数模型 幅变动特性 试验测试 参数影响

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黏弹性阻尼隔振系统动力分析与优化设计 被引量：7

11

作者 盖盼盼 徐赵东 +2 位作者 吕令毅 黄兴淮 戴军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期238-242,共5页

旨在研究具有频率依赖性的黏弹性阻尼隔振系统的动力特性及优化设计。引入分数阶导数开尔文模型建立能够考虑黏弹性阻尼材料频率依赖性的隔振系统数学模型;提出无量纲黏弹性影响系数,基于泰勒级数求解特征方程,得到激励频率影响下的隔... 旨在研究具有频率依赖性的黏弹性阻尼隔振系统的动力特性及优化设计。引入分数阶导数开尔文模型建立能够考虑黏弹性阻尼材料频率依赖性的隔振系统数学模型;提出无量纲黏弹性影响系数,基于泰勒级数求解特征方程,得到激励频率影响下的隔振系统自振频率和等效阻尼比;最后,优化弹性单元与黏弹性单元的刚度比,实现隔振系统在宽频带和峰值频率下的较优隔振效果。研究结果表明:相比于具有同等静态刚度的线性隔振系统,黏弹性阻尼隔振系统具有更高的阻尼比,较宽的隔振曲线放大区,相对较高的自振频率;可通过优化弹性单元与黏弹性单元的刚度比获得较优的系统隔振效率,最优数值取决于隔振目标。 展开更多

关键词 黏弹性阻尼材料 隔振系统 分数阶导数开尔文模型 动力特性 参数优化

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