循环加载下复合推进剂的非线性热粘弹性本构模型 被引量：2

1

作者 童心 许进升 李博 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期195-203,共9页

复合推进剂在动态加载下伴随着自热效应,即存在明显的温度升高现象。为了定量描述这种热力耦合特性,基于不可逆热力学理论建立了非线性热粘弹性本构模型和相应的数值算法,编写了基于Abaqus的用户子程序,并通过实验验证了数值算法的正确... 复合推进剂在动态加载下伴随着自热效应,即存在明显的温度升高现象。为了定量描述这种热力耦合特性,基于不可逆热力学理论建立了非线性热粘弹性本构模型和相应的数值算法,编写了基于Abaqus的用户子程序,并通过实验验证了数值算法的正确性。研究结果发现,非线性本构模型成功地描述了复合推进剂在不同加载模式下的非线性力学行为和自热效应,自热效应对复合推进剂的力学行为有着直接影响,与不考虑自热效应相比,循环加载下应力-应变滞回圈的斜率降低显著,表明力学性能已受到自身温度升高的影响。结果表明,考虑自热效应的热力耦合本构模型能更准确地描述复合推进剂的循环力学行为,滞回圈的形状与实验结果更为吻合,斜率误差在10%以内。 展开更多

关键词 复合推进剂 自热效应 非线性热粘弹性本构模型 循环加载

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一种适合橡胶类材料的非线性粘弹性本构模型 被引量：11

2

作者 安群力 危银涛 杨挺青 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期37-41,共5页

借助非线性流变模型建立大变形情况非线性粘弹材料的本构关系 ,考虑到大多数橡胶类材料具有的几乎不可压缩性 ,以及体积响应和剪切响应的流变性能不同 ,将变形梯度乘法分解为等容部分和体积变形部分 ,给出了一种适合橡胶类材料的非线性... 借助非线性流变模型建立大变形情况非线性粘弹材料的本构关系 ,考虑到大多数橡胶类材料具有的几乎不可压缩性 ,以及体积响应和剪切响应的流变性能不同 ,将变形梯度乘法分解为等容部分和体积变形部分 ,给出了一种适合橡胶类材料的非线性粘弹性本构模型 ,并模拟了粘滞效应。对于极快或极慢的过程 ,该模型退化为橡胶弹性理论 ;在小变形情况下退化为经典的广义Maxwell粘弹性材料。模型与热力学第二定律相容 ,适合于大规模数值分析。 展开更多

关键词 橡胶 有限变形 非线性粘弹性本构模型 非线性流变模型 粘滞效应 广义Maxwell粘弹性材料 弹性理论

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硅橡胶基电流变弹性体的动态粘弹性及非线性本构模型 被引量：3

3

作者 张梓琦 马宁 +2 位作者 王奇 钮晨光 董旭峰 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期1090-1096,共7页

对电流变弹性体(electrorheological elastomers,EREs)的动态粘弹性及本构模型进行研究。以硅橡胶为基体,TiO2/尿素核壳颗粒为功能分散相,在1kV/mm取向电场条件下固化,制备颗粒体积含量为30%的各同异性ERE。在不同电场强度、剪切频率、... 对电流变弹性体(electrorheological elastomers,EREs)的动态粘弹性及本构模型进行研究。以硅橡胶为基体,TiO2/尿素核壳颗粒为功能分散相,在1kV/mm取向电场条件下固化,制备颗粒体积含量为30%的各同异性ERE。在不同电场强度、剪切频率、应变幅值下测试ERE的应力-应变滞回曲线,并分析各工况下ERE的动态粘弹性,得到电场强度、应变幅值、剪切频率等因素对ERE动态粘弹性的影响规律。在实验基础上,建立了基于修正Bouc-Wen模型的ERE非线性本构模型,并识别出模型参数。结果表明,该本构模型模拟结果与试验数据吻合较好,说明该模型能够准确表征材料的动态粘弹性和非线性特征。 展开更多

关键词 电流变弹性体 动态粘弹性 修正Bouc-Wen模型 非线性 本构模型

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考虑细观损伤的推进剂粘弹性多尺度本构模型研究 被引量：5

4

作者 乌布力艾散·麦麦提图尔荪 周涛 +2 位作者 吴艳青 侯晓 周程哲 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期133-141,共9页

为了深入研究固体推进剂细观损伤行为及对其宏观力学性能的影响,在223~333 K温度下对硝酸酯增塑聚醚推进剂(NEPE)推进剂开展了单轴拉伸和应力松弛试验,获得了相应的应力应变曲线及松弛模量主曲线。在有限变形下开发了考虑细观损伤的非... 为了深入研究固体推进剂细观损伤行为及对其宏观力学性能的影响,在223~333 K温度下对硝酸酯增塑聚醚推进剂(NEPE)推进剂开展了单轴拉伸和应力松弛试验,获得了相应的应力应变曲线及松弛模量主曲线。在有限变形下开发了考虑细观损伤的非线性粘弹性本构模型,该模型通过将微空洞演化与温度、应变率、围压及循环加载损伤等因素关联实现对推进剂力学性能的多尺度分析。通过有限元软件ABAQUS对模型进行了二次开发,并基于试验数据确定了模型参数,之后将模型应用于预测推进剂在不同加载下的力学响应。结果表明,该模型能够准确预测推进剂在宽温(223~333 K)和加载速率(1~200 mm·min^(-1))下的单轴拉伸响应,并且适用于循环加载、围压试验和双轴加载试验,验证了该模型在复杂应力状态下的有效性。该模型所需参数较少且易于嵌入商用软件,可为发动机推装药结构完整性的多尺度分析提供一定的理论指导。 展开更多

关键词 固体推进剂 细观损伤 多尺度本构模型 非线性粘弹性 围压 双轴拉伸

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Cu-Sn合金的高温修正非线性回归本构模型

5

作者 李冲冲 蔡军 +3 位作者 鱼祎雯 李清阳 李洋 强凤鸣 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期140-147,共8页

采用Gleeble-3800热模拟机进行了Cu-Sn合金在变形温度823~973 K、应变速率0.001~10 s^(-1)、真应变0.3、0.6和0.9下的高温压缩实验。基于实验结果,构建了Cu-Sn合金的修正非线性回归本构模型,并利用平均绝对相对误差eAAER证实模型的准确... 采用Gleeble-3800热模拟机进行了Cu-Sn合金在变形温度823~973 K、应变速率0.001~10 s^(-1)、真应变0.3、0.6和0.9下的高温压缩实验。基于实验结果,构建了Cu-Sn合金的修正非线性回归本构模型,并利用平均绝对相对误差eAAER证实模型的准确性。结果表明,随变形温度的升高和应变速率的降低,Cu-Sn合金的流变应力降低;应变速率为0.01~10 s^(-1)时流变应力呈现出峰值特征,峰值应力随着变形温度的降低和应变速率的增大而增大;应变速率为10 s^(-1)的试样在变形后期由于开裂而导致流变应力急剧下降;建立的修正非线性回归本构模型的eAAER为9.98%,表明模型能够准确地预测Cu-Sn合金的流变应力,具备较好的适用性。 展开更多

关键词 Cu-Sn合金 修正非线性回归 热压缩 本构模型

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考虑细观脱湿损伤的NEPE推进剂粘弹性本构模型研究 被引量：5

6

作者 韩龙 许进升 +1 位作者 封涛 周长省 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1885-1892,共8页

为了描述NEPE(Nitrate Ester Plasticized Polyether Propellant)复合固体推进剂的非线性粘弹性力学行为,基于粘弹性脱湿准则及所建立的粘弹性时间-损伤等效原理,将颗粒脱湿所造成的材料损伤以折算时间的形式引入至线性粘弹性本构关系中... 为了描述NEPE(Nitrate Ester Plasticized Polyether Propellant)复合固体推进剂的非线性粘弹性力学行为,基于粘弹性脱湿准则及所建立的粘弹性时间-损伤等效原理,将颗粒脱湿所造成的材料损伤以折算时间的形式引入至线性粘弹性本构关系中,从而建立起可考虑细观颗粒脱湿影响的NEPE复合固体推进剂非线性粘弹性本构模型。通过定制配方NEPE材料在不同温度(-50,-35,-20,0,20,35及50°C)、不同应变水平(5%,10%,15%,20%,25%以及30%)的应力松弛试验及单轴拉伸试验,结合反演技术,获取了本构模型参数。最后利用Matlab软件平台实现了本构模型对于NEPE单轴拉伸力学行为的数值预测,数值计算结果与试验曲线较为吻合,预测数值与试验值差值在15%以内,说明所建本构模型能够较好地描述NEPE推进剂在一定应变率范围内(3.333×10-4~0.1s-1)的粘弹性力学行为,为预测具有复杂细观结构的复合固体推进剂的宏观力学行为提供了一条较为简单便利的实现方式。 展开更多

关键词 NEPE复合固体推进剂 粘弹性 颗粒脱湿 时间-损伤等效原理 非线性粘弹性本构模型

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一种2024铝合金均匀化铸棒的高拟合度本构方程 被引量：4

7

作者 吴昂 吴莹 +1 位作者 李国俊 李旭斌 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期146-152,共7页

针对2024铝合金均匀化铸棒的热变形行为,在传统本构模型的基础上提出了一种新的经验本构模型。利用Gleeble-3500热模拟机对2024铝合金试样进行热压缩实验,分析了材料在变形温度为320~470℃,应变速率为0. 001~1 s-1条件下的热变形行为,... 针对2024铝合金均匀化铸棒的热变形行为,在传统本构模型的基础上提出了一种新的经验本构模型。利用Gleeble-3500热模拟机对2024铝合金试样进行热压缩实验,分析了材料在变形温度为320~470℃,应变速率为0. 001~1 s-1条件下的热变形行为,并通过SPSS统计学软件对实验数据进行非线性回归分析,得出新模型中各参数的变化规律并利用验证组实测结果对该模型进行了检验。结果表明:新的本构模型可以较为准确的描述2024铝合金均匀化铸棒在高温下的流变应力行为,且实际值与计算值的平均相对误差不超过10%,模型可靠性较高。 展开更多

关键词 2024铝合金 热模拟 应力-应变曲线 非线性回归 本构模型

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基于ZWT模型的胶带输送机动力学方程的建立 被引量：2

8

作者 程相文 张宇 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第11期154-157,共4页

以往在建立输送带的动力学方程时,大多采取Voigt模型。而Voigt模型属于线性粘弹性模型,虽然考虑了胶带的粘弹性,但却忽视了其在大变形下表现出的非线性力学行为。基于ZWT非线性粘弹性本构模型,建立了输送机动力学方程,使用显示有限差分... 以往在建立输送带的动力学方程时,大多采取Voigt模型。而Voigt模型属于线性粘弹性模型,虽然考虑了胶带的粘弹性,但却忽视了其在大变形下表现出的非线性力学行为。基于ZWT非线性粘弹性本构模型,建立了输送机动力学方程,使用显示有限差分法求解并利用Matlab计算,分析了不同工况下输送机的动态响应特性。结果表明:依据ZWT模型建立的输送带动力学方程,输送带的动张力小于依据Voigt模型建立的输送带动力学方程;输送机以抛物线加速度启动曲线启动,输送带的运行稳定值小于其他两种启动曲线;当输送机启动时,启动时间越长,输送带启动越平稳;启动速率越大,输送带驱动滚筒处的动张力也越大;输送机空载启动比满载启动运行更平稳。 展开更多

关键词 ZWT非线性粘弹性本构模型 输送带 动态特性 有限差分法 MATLAB

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基于多种唯象型模型对Ti6Al4V两相区流动应力的预测及比较

9

作者 牛勇 洪志强 王耀奇 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期106-117,共12页

通过Gleeble-1500D热模拟试验机对Ti6Al4V合金在变形温度为750~950℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下进行了等温压缩实验,并获得了应力-应变曲线。同时引入6种常用的唯象型本构模型和一种基于MF-B模型的改进模型(MF-BⅡ)来预测Ti6Al4... 通过Gleeble-1500D热模拟试验机对Ti6Al4V合金在变形温度为750~950℃、应变速率为0.001~1 s^(-1)条件下进行了等温压缩实验,并获得了应力-应变曲线。同时引入6种常用的唯象型本构模型和一种基于MF-B模型的改进模型(MF-BⅡ)来预测Ti6Al4V合金高温热变形时的流动应力。常用模型包括SCA模型、MA模型、J-C模型、MJ-C模型、MF-B模型和MH-S模型,改进模型以MF-B模型为基础,将已有的应变的软化项形式和变形温度进行修改。运用非线性回归拟合算法求解各模型的相关材料常数。根据相关系数、平均绝对相对误差和平均均方根误差来评估模型的可预测性,用相对误差来评估模型的稳定性。结果表明,MF-BⅡ模型对Ti6Al4V合金两相区流动应力的预测具有更好的精确性和稳定性。 展开更多

关键词 热变形行为 唯象型本构模型 非线性回归 统计分析

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混凝土重力坝整体抗震及破坏特性分析 被引量：10

10

作者 张社荣 俞祥荣 +1 位作者 王高辉 王超 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期34-39,共6页

强震荷载作用下混凝土重力坝各坝段间的动力相互作用不可忽视。利用能考虑混凝土软化特性并可反映实际损伤能量耗散的混凝土塑性损伤本构模型,通过建立重力坝整体3维有限元模型,考虑地基辐射阻尼作用和坝体接缝非线性动力接触作用,采用... 强震荷载作用下混凝土重力坝各坝段间的动力相互作用不可忽视。利用能考虑混凝土软化特性并可反映实际损伤能量耗散的混凝土塑性损伤本构模型,通过建立重力坝整体3维有限元模型,考虑地基辐射阻尼作用和坝体接缝非线性动力接触作用,采用时域分析方法对官地碾压混凝土重力坝进行整体3维非线性地震反应分析,研究大坝整体抗震特性,得到大坝的损伤破坏区域及抗震薄弱部位,揭示横河向地震输入对大坝地震反应的影响。研究表明:考虑坝段间的动力相互作用后,大坝整体抗震性能得到提高;考虑横河向地震输入后,大坝的动力响应及损伤破坏范围均有所增大。 展开更多

关键词 混凝土重力坝 抗震特性 非线性有限元 损伤本构模型 破坏模式 粘弹性人工边界

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对地基应力解除法进行建筑物纠偏数值模拟 被引量：5

11

作者 张伟 梁志松 +2 位作者 茜平一 陈晓平 刘祖德 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期632-635,640,共5页

为研究对建筑物进行纠偏 ,提出了土体的一种非线性弹 -粘弹性流变本构模型 ,并将模型成功运用于软粘土纠偏实践中 ,用有限元法对地基应力解除法纠偏建筑物的全过程进行了数值模拟 ,并对施工过程中地基应力水平场和位移场的变化转移、沉... 为研究对建筑物进行纠偏 ,提出了土体的一种非线性弹 -粘弹性流变本构模型 ,并将模型成功运用于软粘土纠偏实践中 ,用有限元法对地基应力解除法纠偏建筑物的全过程进行了数值模拟 ,并对施工过程中地基应力水平场和位移场的变化转移、沉降速率随时间的变化规律及计算范围内地面的沉降量等进行了分析 ;结果表明 :软土的流变特性对纠偏的影响不可忽略 ; 展开更多

关键词 建筑物 纠偏 非线性弹-粘弹性流变本构模型 数值模拟 地基应力解除法 软粘土 有限元法 流变特性

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拉普拉斯变换在纸张力学特性研究中的应用 被引量：1

12

作者 何自芬 张印辉 李莹 《中国造纸学报》 EI CAS CSCD 2005年第1期150-152,共3页

将Laplace变换应用于纸张粘弹性模型,推导出了表达应力应变关系的本构方程。本构方程表明应力与应变在屈服极限之前是线弹性阶段;在屈服极限之后表现出复杂的非线性特性。应用该方程分析蠕变、回复和应力松弛特性,推导出了应力松弛和蠕... 将Laplace变换应用于纸张粘弹性模型,推导出了表达应力应变关系的本构方程。本构方程表明应力与应变在屈服极限之前是线弹性阶段;在屈服极限之后表现出复杂的非线性特性。应用该方程分析蠕变、回复和应力松弛特性,推导出了应力松弛和蠕变的解析表达式,并得出特性曲线。分析结果表明,纸张的应力应变具有非线性关系,属于材料非线性问题。 展开更多

关键词 拉普拉斯变换 应用 特性研究 纸张 Laplace变换 力学 应力应变关系 本构方程 屈服极限 粘弹性模型 非线性特性 解析表达式 非线性关系 非线性问题 方程分析 松弛特性 应力松弛 特性曲线 分析结果 线弹性 推导 蠕变

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使用轻质填料处理桥头软基的设计方法探讨 被引量：4

13

作者 谢洪涛 杨春和 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期173-177,187,共6页

基于一个非线性粘弹性本构模型描述土体的蠕变特性,建立了有限元模型,对某工程中使用EPS作换填材料所产生的效果进行了计算模拟,讨论了主次固结沉降以及超固结状态的影响,探讨了工程中产生较大工后沉降的原因,预测了工程的远期沉降量,... 基于一个非线性粘弹性本构模型描述土体的蠕变特性,建立了有限元模型,对某工程中使用EPS作换填材料所产生的效果进行了计算模拟,讨论了主次固结沉降以及超固结状态的影响,探讨了工程中产生较大工后沉降的原因,预测了工程的远期沉降量,探讨了在该类工程中设计EPS的原则和方法。 展开更多

关键词 非线性粘弹性模型 蠕变 超固结 EPS 本构模型 软土地基 换填材料

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剪切变形下非晶态高聚物的力学行为 被引量：4

14

作者 张赟 黄筑平 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期997-1006,共10页

　基于非平衡态热力学理论,提出了一个适用于不可压材料的新的热粘弹性本构模型·　该模型将橡胶弹性理论中的非高斯分子网络模型推广到计及粘性和热效应的情形·　通过引入一组二阶张量形式的内变量,建议了一个新的Helmholtz... 　基于非平衡态热力学理论,提出了一个适用于不可压材料的新的热粘弹性本构模型·　该模型将橡胶弹性理论中的非高斯分子网络模型推广到计及粘性和热效应的情形·　通过引入一组二阶张量形式的内变量,建议了一个新的Helmholtz自由能表达式,从而可以用来合理描述内变量的演化规律·　根据以上模型,重点研究了热粘弹性材料在简单剪切变形下的力学行为,考察了由于分子链取向分布的变化而产生的"粘性耗散诱导"各向异性。 展开更多

关键词 热粘弹性本构理论 非高斯分子网络模型 有限变形 简单剪切变形 非平衡态热力学

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