玻璃纤维增强聚丙烯材料的高温蠕变变形机理和时间硬化模型

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作者 陈涛 匡莉 孙刚 《塑料工业》 CSCD 北大核心 2024年第12期110-114,122,共6页

材料的抗蠕变性与产品长期服役下的强度、刚度和尺寸变化息息相关,是轻量化技术应用和发展的重要研究方向。为探究玻璃纤维增强聚丙烯材料(PP-GF30)的蠕变变形机理及时间硬化模型,将PP-GF30在一定注塑工艺条件下制备成标准哑铃型样条,... 材料的抗蠕变性与产品长期服役下的强度、刚度和尺寸变化息息相关,是轻量化技术应用和发展的重要研究方向。为探究玻璃纤维增强聚丙烯材料(PP-GF30)的蠕变变形机理及时间硬化模型,将PP-GF30在一定注塑工艺条件下制备成标准哑铃型样条,通过蠕变试验机进行蠕变性能测试,表征PP-GF30的高温蠕变行为。结果表明,PP-GF30在高温下的拉伸强度和模量与温度呈线性关系,失效模式由纤维断裂向界面破坏演变。高温蠕变变形包含普弹形变、高弹形变和黏性流动,普弹形变和高弹形变与蠕变应力呈线性增长,外力除去后回复;黏性流动与蠕变应力呈指数型增长,外力除去后形变不可回复。时间硬化修正模型为ε_(c)=Aσ_(c)^(n)t^(a+bσ)c,修正了蠕变应力对时间指数的影响,大大提升了系统精度。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强聚丙烯 蠕变 黏弹性 时间硬化模型 时间指数

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考虑温度和含水量影响的多年冻土时间硬化蠕变模型及其二次开发

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作者 朱丙龙 蔡德钩 +3 位作者 闫宏业 毕宗琦 李竹庆 王瑜鑫 《铁道学报》 北大核心 2025年第8期160-170,共11页

应力、温度和含水量是影响多年冻土蠕变行为的关键因素。在现有可考虑应力影响的时间硬化蠕变(THC)模型的基础上,提出考虑应力、温度和含水量影响的改进模型(TWTHC)。通过总结蠕变速率随温度和含水量变化的规律,提出指数型、逆指数型、... 应力、温度和含水量是影响多年冻土蠕变行为的关键因素。在现有可考虑应力影响的时间硬化蠕变(THC)模型的基础上,提出考虑应力、温度和含水量影响的改进模型(TWTHC)。通过总结蠕变速率随温度和含水量变化的规律,提出指数型、逆指数型、高斯型和洛伦兹型温度因子,以及偏移幂函数型和典型幂函数型含水量因子。逆指数型温度因子拟合所有应力和含水量条件下稳定蠕变速率随温度变化曲线的残差平方和(SSE)平均值最小,为2.34×10^(-13)。典型幂函数型含水量因子拟合所有曲线的SSE平均值最小,为4.7604×10^(-13)。选择逆指数型温度因子和典型幂函数型含水量因子与THC模型结合,构建最终的TWTHC模型。通过ABAQUS仿真平台对该模型进行二次开发,并将仿真结果与理论值进行对比。结果表明,TWTHC模型能够较好地拟合不同应力、温度和含水量条件下的室内单轴蠕变试验数据,且二次开发的仿真值与理论值吻合良好。该模型能够有效考虑温度和含水量的影响,为工程应用奠定了基础。 展开更多

关键词 多年冻土 时间硬化蠕变模型 温度 含水量 二次开发

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基于Struik模型的聚乙烯管道蠕变行为分析 被引量：1

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作者 徐含 刘杰 +3 位作者 张战欢 杨玉超 秦升学 王庆昭 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期39-43,116,共6页

结合聚乙烯管道长期负载的变形情况,对其蠕变行为进行研究。基于管道的Struik模型进行回归分析,求得时间硬化蠕变模型参数,建立了有限元模型。对管材在不同压力、不同壁厚下的蠕变情况进行了模拟,并在恒定压力下进行了试验,分析了管道... 结合聚乙烯管道长期负载的变形情况,对其蠕变行为进行研究。基于管道的Struik模型进行回归分析,求得时间硬化蠕变模型参数,建立了有限元模型。对管材在不同压力、不同壁厚下的蠕变情况进行了模拟,并在恒定压力下进行了试验,分析了管道的蠕变规律。结果表明,对于实验中研究的φ110×1.6 MPa型号的聚乙烯管道,蠕变随压力的增大而增大,压力每增大0.2P_(N),蠕变量增大约0.5%;增大聚乙烯管道的管壁厚度,环向蠕变逐渐减小,当管壁厚度由5 mm增大至10 mm时,100 h内的环向蠕变量减少了11%;有限元模拟结果与实验结果基本一致。采用时间硬化蠕变模型可以有效地进行聚乙烯管道蠕变有限元模拟,对聚乙烯管道设计与工程应用具有一定的指导作用。 展开更多

关键词 聚乙烯管道 蠕变性能 Struik模型 有限元模拟 时间硬化蠕变模型

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GH3230合金蠕变变形及断裂机理研究 被引量：1

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作者 任晓东 侯成 +4 位作者 许琦鹏 周芳菁 曾嘉迅 杨思远 范学领 《中国材料进展》 北大核心 2025年第4期395-401,共7页

作为新一代火焰筒材料,GH3230镍基高温合金在极端高温高压环境中服役时的蠕变性能尤其重要。开展了GH3230高温合金在不同应力、不同温度(800,900和1000℃)下的蠕变实验,基于修正θ参数法和复合时间硬化模型对GH3230合金的蠕变变形进行... 作为新一代火焰筒材料,GH3230镍基高温合金在极端高温高压环境中服役时的蠕变性能尤其重要。开展了GH3230高温合金在不同应力、不同温度(800,900和1000℃)下的蠕变实验,基于修正θ参数法和复合时间硬化模型对GH3230合金的蠕变变形进行了预测分析,并对其高温蠕变断裂机理进行了阐释。结果表明,GH3230合金的蠕变寿命与温度和应力有关。温度越高、应力越大,合金的蠕变寿命越短。修正θ参数法在温度和应力均较高时能较好地预测蠕变变形,而复合时间硬化模型在温度和应力均较低时能较好地预测蠕变变形。GH3230合金的蠕变断裂为孔洞聚集型的解理断裂,断裂路径表明主要由晶界迁移主导,且蠕变温度越高断口韧窝尺寸越大。 展开更多

关键词 GH3230 镍基高温合金 修正θ参数法 复合时间硬化模型 蠕变变形

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湿热环境作用下HT280双马来酰亚胺树脂的蠕变性能与模型 被引量：2

5

作者 高禹 李晨浩 +4 位作者 王进 王柏臣 于祺 崔旭 包建文 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期74-81,共8页

在80℃/85%RH湿热环境下对HT280双马来酰亚胺树脂进行了环境老化处理,分别测试了湿热老化前后树脂的吸湿率、红外光谱、试样断口形貌特征、动态力学热性能和蠕变性能。结果表明,随着湿热老化时间的延长,树脂的吸湿率先快速增加,后趋于... 在80℃/85%RH湿热环境下对HT280双马来酰亚胺树脂进行了环境老化处理,分别测试了湿热老化前后树脂的吸湿率、红外光谱、试样断口形貌特征、动态力学热性能和蠕变性能。结果表明,随着湿热老化时间的延长,树脂的吸湿率先快速增加,后趋于平缓。经历湿热老化前后的树脂蠕变曲线均呈速率衰减变化趋势。树脂蠕变性能的变化归因于树脂网链伸长导致的储能模量增加和湿热物理老化的综合作用。通过3种模型对实验数据进行了拟合,发现三参数时间硬化模型的蠕变拟合效果最好;Poynting-Thomson模型次之;Kevin模型拟合精度较差。三参数时间硬化模型能够较好地预测蠕变曲线,对长时间树脂蠕变的研究有一定的帮助。 展开更多

关键词 双马来酰亚胺树脂 湿热老化 吸湿率 动态力学热分析 蠕变性能 三参数时间硬化模型

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环氧树脂胶湿热与室温环境下的蠕变行为研究 被引量：15

6

作者 张军 张永祥 杨军 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期237-242,共6页

环氧树脂胶在长期载荷作用下将产生蠕变变形,尤其是在湿热环境中蠕变现象更加明显,不利于工程的推广应用。采用CARE多功能拉伸试验机对湿热以及室温环境下的环氧树脂胶试件,进行了5 MPa、10 MPa、15 MPa、17.5MPa定载荷蠕变实验,对比了... 环氧树脂胶在长期载荷作用下将产生蠕变变形,尤其是在湿热环境中蠕变现象更加明显,不利于工程的推广应用。采用CARE多功能拉伸试验机对湿热以及室温环境下的环氧树脂胶试件,进行了5 MPa、10 MPa、15 MPa、17.5MPa定载荷蠕变实验,对比了湿热与室温状态下胶体蠕变行为。实验结果表明湿热环境对胶体蠕变性能影响显著,且这种影响随着应力的增大被逐步扩大。采用Kelvin模型与三参数时间硬化模型对环氧树脂胶在不同环境下的蠕变行为进行了分析,发现三参数时间硬化模型能够更好地描述湿热与室温环境下此种材料的蠕变行为,为环氧树脂胶的蠕变特性研究提供了一种简单有效的分析方式。 展开更多

关键词 环氧树脂胶 时间硬化模型 湿热 蠕变

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HT280双马来酰亚胺树脂真空热循环下的蠕变行为 被引量：5

7

作者 高禹 李洋洋 +4 位作者 高博闻 王柏臣 于祺 刘刚 包建文 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期60-66,共7页

对HT280双马来酰亚胺树脂进行真空热循环处理,分别测试了真空热循环前后树脂的质损率、红外光谱、动态力学性能和蠕变性能。结果表明,随着真空热循环次数的增加,树脂的质损率先迅速升高后趋于平缓。红外光谱基本无变化。动态力学热分析(... 对HT280双马来酰亚胺树脂进行真空热循环处理,分别测试了真空热循环前后树脂的质损率、红外光谱、动态力学性能和蠕变性能。结果表明,随着真空热循环次数的增加,树脂的质损率先迅速升高后趋于平缓。红外光谱基本无变化。动态力学热分析(DMA)表明真空热循环初期树脂发生了后固化,循环次数超过101次后出现了明显的物理热老化。随循环次数的增加,蠕变性能的变化可以归因于真空析气、后固化和物理热老化的综合作用。采用时间硬化模型和Kelvin模型对真空热循环处理前后试样的蠕变行为进行了分析,发现时间硬化模型能有效地描述HT280双马来酰亚胺树脂的蠕变行为。 展开更多

关键词 双马来酰亚胺树脂 真空热循环 质损率 动态力学热分析 时间硬化模型

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天津滨海软土蠕变参数及路基沉降效应分析 被引量：16

8

作者 谭儒蛟 焦宇杰 徐文杰 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期67-73,共7页

天津滨海新区分布发育较厚的海相沉积成因软土层,软土路基在长期运营过程中,常常出现较大的工后沉降。本文针对滨海软土进行一维压缩蠕变试验,求取其时间硬化蠕变模型参数,进而通过ABAQUS软件实现线性DruckerPrager模型和时间硬化蠕变... 天津滨海新区分布发育较厚的海相沉积成因软土层,软土路基在长期运营过程中,常常出现较大的工后沉降。本文针对滨海软土进行一维压缩蠕变试验,求取其时间硬化蠕变模型参数,进而通过ABAQUS软件实现线性DruckerPrager模型和时间硬化蠕变模型的耦合计算,总结分析了滨海软土路基长期沉降变形过程中的固结-蠕变效应。研究结论表明,排水条件是软土固结-蠕变作用效应的控制性因素,在不设置排水板的条件下蠕变对总沉降量的影响十分显著,是否考虑蠕变作用会给总沉降量计算结果带来近20%左右的误差;软土地基内部排水通道的合理设置和畅通有效是关系软基处理效果的关键点;路基填筑施工过程中,应控制填土速率以避免在饱和软弱地基土内产生较大的超静孔压。 展开更多

关键词 软土 时间硬化模型 蠕变参数 固结-蠕变 路基沉降

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沥青混合料动稳定度控制在山区公路中的应用 被引量：3

9

作者 李凌林 黄晓明 李昶 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期599-603,共5页

为了解决山区高等级公路车辙深度过大的问题,针对不同工况从理论计算的角度提出如何控制沥青混合料动稳定度的方法.采用有限单元法计算新建路面5年的车辙总量,探讨了有关参数对车辙的影响程度,提出了满足车辙要求的材料参数调整方法.研... 为了解决山区高等级公路车辙深度过大的问题,针对不同工况从理论计算的角度提出如何控制沥青混合料动稳定度的方法.采用有限单元法计算新建路面5年的车辙总量,探讨了有关参数对车辙的影响程度,提出了满足车辙要求的材料参数调整方法.研究结果表明:借助车辙稳定阶段的线性变化规律并建立预测公式,可以有效地解决三维车辙模型计算的问题;沥青混合料时间硬化模型参数m对车辙影响较小,控制参数A,n值是控制车辙深度的关键;分析室内车辙试验的实际工况,代入改进后的材料参数,计算得到了使所有工况都满足标准所对应的动稳定度指标要求.采用该种方法计算得到的动稳定度指标对材料抗车辙是偏于安全的. 展开更多

关键词 山区高等级沥青路面 时间硬化模型 车辙控制标准 动稳定度

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平面膜结构预张力和变形的蠕变效应分析 被引量：2

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作者 李延民 秦书祺 张建立 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第3期207-211,共5页

针对工程实例中的平面膜结构,基于改进的时间硬化模型,采用ANSYS有限元分析软件及本文推导的相关方程研究了膜结构预张力和变形的蠕变效应,并通过蠕变试验对有限元分析有效性进行验证。结果表明,膜结构预张力及挠度在膜材蠕变过程中的... 针对工程实例中的平面膜结构,基于改进的时间硬化模型,采用ANSYS有限元分析软件及本文推导的相关方程研究了膜结构预张力和变形的蠕变效应,并通过蠕变试验对有限元分析有效性进行验证。结果表明,膜结构预张力及挠度在膜材蠕变过程中的变化符合材料蠕变典型特征,膜结构预张力的有限元模拟值与其理论计算值差别不大。通过试验结果与有限元分析结果的对比,证明了有限元模拟具有一定的可行性和准确性。 展开更多

关键词 平面膜结构 蠕变 预张力 变形 挠度 时间硬化模型

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基于芯样车辙试验的沥青混合料蠕变参数 被引量：2

11

作者 张争奇 芮照诚 +2 位作者 赵勤胜 李乃强 李宏伟 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期890-896,共7页

本研究借助时间硬化蠕变模型对沥青混合料单轴静载蠕变试验结果、车辙试验结果和路面芯样车辙试验结果进行拟合,得到了不同试验条件下的材料蠕变参数并对其进行相关性分析。结果表明,基于芯样车辙试验结果修正得到的蠕变参数可以较好地... 本研究借助时间硬化蠕变模型对沥青混合料单轴静载蠕变试验结果、车辙试验结果和路面芯样车辙试验结果进行拟合,得到了不同试验条件下的材料蠕变参数并对其进行相关性分析。结果表明,基于芯样车辙试验结果修正得到的蠕变参数可以较好地反映沥青路面实际性能,且与室内单轴静载蠕变试验结果拟合的蠕变参数具有良好地相关性。该蠕变参数用于有限元法沥青路面车辙预估,其结果更为准确。 展开更多

关键词 沥青路面 蠕变参数 时间硬化蠕变模型 车辙试验 换算公式

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