冲击荷载下红砂岩非线性黏弹性损伤本构研究 被引量：3

1

作者 赵涛 王磊 +2 位作者 苏宏明 陈世官 秦越 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期545-553,共9页

根据红砂岩在冲击荷载作用下应力曲线表现出的明显的分段特征,以朱王唐本构模型为基础进行改进,建立了一种非线性体、Maxwell体和基于Weibull分布的损伤体并联的本构模型;根据红砂岩动态力学特性,对朱王唐本构模型进行简化,并基于Lemai... 根据红砂岩在冲击荷载作用下应力曲线表现出的明显的分段特征,以朱王唐本构模型为基础进行改进,建立了一种非线性体、Maxwell体和基于Weibull分布的损伤体并联的本构模型;根据红砂岩动态力学特性,对朱王唐本构模型进行简化,并基于Lemaitre等效应变假设推导出一种率型损伤本构方程。对两种新建本构方程进行试验验证,讨论其适用性并对比分析各参数对试验数据拟合结果的影响,结果表明,基于Weibull分布的非线性黏弹性损伤本构方程能很好地对常温及冻结状态下红砂岩峰前以及整个应力曲线的动态力学性能进行表征,而基于Lemaitre等效应变假设的损伤本构方程只可对红砂岩峰前应力部分进行解答,对整个应力曲线的表征存在一定的局限性。 展开更多

关键词 红砂岩 非线性黏弹性损伤本构 WEIBULL分布 Lemaitre等效应变

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注塑制品内应力计算的非线性黏弹性本构方程 被引量：5

2

作者 申长雨 吴海宏 赵振峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期490-494,共5页

在聚合物黏弹性理论的基础上,构建了新的注塑制品内应力计算的四元件串联力学模型,并推导了其瞬态黏弹性响应的非线性本构方程,给出了聚合物材料参数弹性模量和黏壶系数的计算公式,并对PS平板注塑制件脱模前的内应力进行了模拟计算。计... 在聚合物黏弹性理论的基础上,构建了新的注塑制品内应力计算的四元件串联力学模型,并推导了其瞬态黏弹性响应的非线性本构方程,给出了聚合物材料参数弹性模量和黏壶系数的计算公式,并对PS平板注塑制件脱模前的内应力进行了模拟计算。计算结果与固体高聚物的结构和力学性能的相关研究结论相一致,所建计算模型合理可靠。 展开更多

关键词 本构方程 非线性黏弹性 内应力 注塑

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损伤黏弹性层合中等厚板的非线性动力学行为

3

作者 郑玉芳 傅衣铭 《暨南大学学报（自然科学与医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期30-34,共5页

　研究了考虑横向剪切变形和损伤缺陷的黏弹性复合材料层合板在横向周期激励下,损伤对黏弹性板非线性动力学行为的影响.基于一阶剪切变形理论、Boltzmann线性叠加原理和Galerkin技术,建立了反对称正交铺设损伤黏弹性复合材料层合板的非... 　研究了考虑横向剪切变形和损伤缺陷的黏弹性复合材料层合板在横向周期激励下,损伤对黏弹性板非线性动力学行为的影响.基于一阶剪切变形理论、Boltzmann线性叠加原理和Galerkin技术,建立了反对称正交铺设损伤黏弹性复合材料层合板的非线性控制方程.具体讨论了损伤对黏弹性板非线性动力学行为的影响. 展开更多

关键词 剪切变形 损伤缺陷 黏弹性层合板 非线性

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损伤黏弹性厚板非线性动力学方程

4

作者 盛冬发 龚良贵 《暨南大学学报（自然科学与医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期12-15,共4页

　采用Timoshenko几何变形假设,应用黏弹性厚板几何非线性的分析方法,推导了黏弹性损伤中厚板的几何非线性问题的动力学方程.它是一个五元非线性积分—偏微分方程组.当不考虑损伤时,此方程可以退化得到黏弹性中厚板的非线性动力方程.

关键词 损伤黏弹性固体 中厚板 几何非线性 动力方程

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橡胶材料的非线性黏弹性本构方程 被引量：16

5

作者 周梦雨 李凡珠 +1 位作者 杨海波 张立群 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期79-84,共6页

橡胶是一种非线性黏弹性材料,准确描述其非线性黏弹性力学响应的本构方程是橡胶材料及制品设计优化的关键。文中基于超弹性模型和并行流变模型(PRF)描述了橡胶材料的非线性黏弹性响应特征,重点探讨了由实验数据确定PRF本构方程材料参数... 橡胶是一种非线性黏弹性材料,准确描述其非线性黏弹性力学响应的本构方程是橡胶材料及制品设计优化的关键。文中基于超弹性模型和并行流变模型(PRF)描述了橡胶材料的非线性黏弹性响应特征,重点探讨了由实验数据确定PRF本构方程材料参数的方法。首先通过单轴拉伸实验数据拟合得到超弹性模型,将应力松弛实验数据拟合得到表征材料线性黏弹性的模型-Prony级数,再将Prony级数转化为初始的PRF模型,进而不断优化得到PRF模型的准确材料参数,最后进行实验验证。结果表明,PRF模型计算的不同应变下的应力松弛数据与实验数据之间的误差仅为0.067%,PRF能准确地描述橡胶材料非线性响应的应力松弛行为。 展开更多

关键词 橡胶 应力松弛 非线性黏弹性 本构方程

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海上风机大直径嵌岩单桩非线性动力特性

6

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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复合改性双基推进剂黏弹性-黏塑性-黏损伤本构模型研究 被引量：9

7

作者 王鸿丽 许进升 +2 位作者 刘宗魁 童心 周长省 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1308-1315,共8页

为描述复合改性双基(CMDB)推进剂复杂的力学性能,推导出黏弹性-黏塑性-黏损伤本构模型。进行一系列蠕变-回复试验,获得了本构模型参数。通过不同应力水平和不同加载时间下的蠕变-回复试验和恒加载率-回复试验,验证了本构模型的有效性。... 为描述复合改性双基(CMDB)推进剂复杂的力学性能,推导出黏弹性-黏塑性-黏损伤本构模型。进行一系列蠕变-回复试验,获得了本构模型参数。通过不同应力水平和不同加载时间下的蠕变-回复试验和恒加载率-回复试验,验证了本构模型的有效性。结果表明:黏弹性-黏塑性-黏损伤本构模型能够预测CMDB推进剂的蠕变-回复响应和恒加载率-回复响应;与黏弹性-黏塑性本构模型相比,黏弹性-黏塑性-黏损伤模型对CMDB推进剂力学性能的预测能力明显提高;损伤变量随着应变增大,在经过缓慢增大和快速增大后逐渐趋于稳定,应变变化越慢,损伤变量越大,黏弹性-黏塑性-黏损伤模型和黏弹性-黏塑性模型的预测结果差别就越大。 展开更多

关键词 复合改性双基推进剂 黏弹性 黏塑性 黏损伤 蠕变 回复 本构模型

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跌落冲击损伤条件下的果实非线性黏弹性流变模型

8

作者 卢立新 《食品与生物技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期1-5,共5页

基于果实跌落冲击动力学特征,提出一表征其冲击损伤条件下的非线性黏弹性流变模型。以红富士苹果为研究对象,进行多个高度下的跌落冲击试验,基于试验数据识别获得了不同高度下的模型损伤弹性系数、黏性系数以及黏性特征参数。结果表明,... 基于果实跌落冲击动力学特征,提出一表征其冲击损伤条件下的非线性黏弹性流变模型。以红富士苹果为研究对象,进行多个高度下的跌落冲击试验,基于试验数据识别获得了不同高度下的模型损伤弹性系数、黏性系数以及黏性特征参数。结果表明,与已有模型进行比较,本文提出的理论模型与试验结果吻合性最好;本理论模型与试验结果吻合度高,所提出模型能合理地表征苹果及类似特性果实的非线性黏弹性流变特征。研究结果为果实动态流变特性分析以及模型表征提供了一种新的方法,也为进一步表征果实的黏弹塑性损伤特征提供了基础。 展开更多

关键词 苹果 流变模型 非线性黏弹性 跌落冲击 损伤

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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

9

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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大变形下固体推进剂黏弹性本构参数的识别

10

作者 李瑞阳 郑战光 +4 位作者 孙经雨 钱桂安 蔺跃龙 武锐 刘通 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期112-118,共7页

在ZWT非线性黏弹性本构模型中添加额外的Maxwell单元,建立了非线性广义Maxwell模型(NLGMM)并进行数值离散化,基于Nelder-Mead单纯形算法,使用端羟基聚醚(HTPE)固体推进剂在不同等位移速率下的拉伸试验数据对本构参数进行优化和验证,分... 在ZWT非线性黏弹性本构模型中添加额外的Maxwell单元,建立了非线性广义Maxwell模型(NLGMM)并进行数值离散化,基于Nelder-Mead单纯形算法,使用端羟基聚醚(HTPE)固体推进剂在不同等位移速率下的拉伸试验数据对本构参数进行优化和验证,分析了使用工程应变速率和真应变速率对真应力计算结果的差别。结果表明:经数值离散和参数优化后,建立的NLGMM可以很好地描述HTPE固体推进剂的力学行为,对真应力的计算结果与试验结果的最大相对误差不超过6%。当HTPE固体推进剂发生的变形量较小(真应变不大于0.1)时,使用工程应变速率计算的真应力与使用真应变速率计算结果之间的相对误差不大于5%,此时可忽略变形导致的非线性效应,使用工程应力-工程应变和工程应变速率进行计算来确定NLGMM材料参数;当HTPE固体推进剂发生较大变形(真应变不小于0.4)时,使用工程应变速率计算的真应力为使用真应变速率计算结果的1.33倍及以上,材料变形导致的非线性效应不可忽略,应使用真应力-真应变和真应变速率进行计算来确定NLGMM的材料参数。 展开更多

关键词 非线性黏弹性本构模型 大变形 固体推进剂 参数优化

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基于细观结构的复合固体推进剂含损伤黏弹性本构模型 被引量：6

11

作者 王贵军 吴艳青 +1 位作者 侯晓 黄风雷 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期3696-3706,共11页

复合固体推进剂的宏观力学性能与其细观组分及损伤密切相关,基于复合固体推进剂变形过程中细观结构的演化,开发复合固体推进剂含孔洞损伤的宏细观本构模型。该模型考虑了推进剂温度和应变率的相关性,并能够描述推进剂拉伸和压缩状态下... 复合固体推进剂的宏观力学性能与其细观组分及损伤密切相关,基于复合固体推进剂变形过程中细观结构的演化,开发复合固体推进剂含孔洞损伤的宏细观本构模型。该模型考虑了推进剂温度和应变率的相关性,并能够描述推进剂拉伸和压缩状态下不同的力学响应。通过不同温度和不同应变率下的拉伸和压缩试验,验证本构模型的有效性。基于有限元分析软件提供的用户材料子程序接口UMAT,对非线性黏弹性本构模型进行二次开发,并应用于低温点火工况下药柱结构完整性分析,结果表明药柱在低温点火条件下安全系数为2.56,结构完整性满足要求。与基于Prony级数的线性黏弹性本构模型进行对比分析,表明新建立的本构模型能够更准确地进行复合固体推进剂药柱的结构分析。 展开更多

关键词 复合固体推进剂 非线性黏弹性 本构模型 低温点火 结构完整性

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NEPE固体推进剂含损伤的黏弹性本构研究 被引量：9

12

作者 徐强 胡勤伟 +1 位作者 沙宝林 方钦志 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期652-657,762,共7页

作为一种新型高能固体推进剂,NEPE推进剂在固体火箭发动机中得到了越来越多的应用。本文首先对NEPE固体推进剂进行了松弛试验和单轴等速拉伸试验,在试验结果的基础上,对积分型本构进行了修正,增加了率的影响函数。考虑到颗粒大小的分布... 作为一种新型高能固体推进剂,NEPE推进剂在固体火箭发动机中得到了越来越多的应用。本文首先对NEPE固体推进剂进行了松弛试验和单轴等速拉伸试验,在试验结果的基础上,对积分型本构进行了修正,增加了率的影响函数。考虑到颗粒大小的分布,借用Weibull分布函数形式构建了受损面积比与伸长比、应变率的变化关系,建立了一个损伤函数,较好地描述了推进剂拉伸过程中的损伤。综合修正积分本构与损伤函数,给出了NEPE固体推进剂含损伤的黏弹性本构,并用多个速率的拉伸试验曲线进行了验证,结果显示试验值与理论值吻合较好。 展开更多

关键词 NEPE固体推进剂 非线性黏弹性 本构模型 损伤演化

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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

13

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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PE100燃气管材的非线性蠕变行为及其本构模型研究 被引量：5

14

作者 李茂东 李彦 +2 位作者 杨波 王志刚 罗文波 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期91-96,共6页

对PE100燃气管材开展不同应力水平(2.4~9.6 MPa)下的常温蠕变测试,结果显示应力不超过5.4 MPa时,材料的蠕变柔量与应力水平无关,呈现出线性黏弹性行为,当应力高于5.4 MPa时,材料发生非线性黏弹性蠕变。基于单积分型非线性黏弹性本构理论... 对PE100燃气管材开展不同应力水平(2.4~9.6 MPa)下的常温蠕变测试,结果显示应力不超过5.4 MPa时,材料的蠕变柔量与应力水平无关,呈现出线性黏弹性行为,当应力高于5.4 MPa时,材料发生非线性黏弹性蠕变。基于单积分型非线性黏弹性本构理论,采用Findley模型对蠕变行为进行分析,并与Struik经验模型进行比较。结果表明,Findley模型和Struik模型均能较好地描述PE100管材的蠕变行为,但对高应力下的非线性蠕变行为,Findley模型比Struik模型描述得更准确。 展开更多

关键词 聚乙烯 燃气管道 蠕变 非线性黏弹性 蠕变柔量 本构模型

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HTPB复合底排药损伤本构模型研究 被引量：2

15

作者 武智慧 牛公杰 +2 位作者 郝玉风 钱建平 刘荣忠 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2848-2855,共8页

为研究HTPB复合底排药(Composite Base Bleed Grain,CBBG)力学性能,进行了室温(28℃)下准静态单轴压缩和拉伸实验。基于对HTPB CBBG有限变形过程的非线性力学响应分析,建立了五元件黏弹-黏塑-损伤本构模型。模型预测结果表明,所建模型... 为研究HTPB复合底排药(Composite Base Bleed Grain,CBBG)力学性能,进行了室温(28℃)下准静态单轴压缩和拉伸实验。基于对HTPB CBBG有限变形过程的非线性力学响应分析,建立了五元件黏弹-黏塑-损伤本构模型。模型预测结果表明,所建模型能够准确描述HTPB CBBG压缩和拉伸力学性能。获得的损伤演化律表明,达到屈服应变εy后,累积损伤值D和损伤因子f随应变ε近似线性增长,应变率ε降低4个量级,压应变为-0.62时、拉应变为0.24时的损伤程度分别增加了10.64倍和22.28倍,拉应力引起的材料损伤较压应力严重。结合所建模型编写了用户子程序VUMAT,利用ABAQUS/Explicit模拟了单轴拉伸实验。计算结果表明,应力应变曲线数值解与实验结果吻合良好,验证了VUMAT的正确性。 展开更多

关键词 HTPB复合底排药 黏弹性 黏塑性 损伤 本构模型 数值应用

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心肌细胞大变形黏弹性模型及在实验中的应用 被引量：3

16

作者 唐陶 王世骐 +1 位作者 裘钧 庄茁 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期913-919,共7页

在衡量单个细胞力学行为的研究中,越来越多地采用结合实验的数值模拟方法。在连续介质力学框架下,发展了一种新的心肌细胞本构模型,并与微管吮吸实验结合,探讨了心肌细胞的力学特性。本构模型是对普遍使用的仅能用于小变形分析的标准线... 在衡量单个细胞力学行为的研究中,越来越多地采用结合实验的数值模拟方法。在连续介质力学框架下,发展了一种新的心肌细胞本构模型,并与微管吮吸实验结合,探讨了心肌细胞的力学特性。本构模型是对普遍使用的仅能用于小变形分析的标准线性固体模型的一种扩展,它将超弹性性能引入到黏弹性模型中,用以描述细胞的大变形黏弹性效应。基于改进的本构模型,对心肌细胞微管吮吸实验过程进行了有限元模拟,并将计算结果与实验结果以及经典理论解进行了对比。结果显示发展的本构模型适合细胞大变形问题的有限元数值模拟。 展开更多

关键词 心肌细胞 大变形 非线性黏弹性本构 微管吮吸实验 数值模拟

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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：15

17

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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三轴压缩下砂岩统计损伤本构模型探究 被引量：5

18

作者 韩心星 杨小彬 +1 位作者 刘恩来 王朋浩 《矿业科学学报》 2018年第2期165-170,共6页

在恒定围压下对砂岩进行三轴压缩试验,得到不同围压下的应力应变曲线。基于压缩过程中的裂隙体积应变来定义损伤变量,并假设裂隙体积应变的增量服从威布尔分布,考虑岩石压缩的非线性弹性性质和残余应力的影响,采用应变等效假说理论推导... 在恒定围压下对砂岩进行三轴压缩试验,得到不同围压下的应力应变曲线。基于压缩过程中的裂隙体积应变来定义损伤变量,并假设裂隙体积应变的增量服从威布尔分布,考虑岩石压缩的非线性弹性性质和残余应力的影响,采用应变等效假说理论推导了三轴压缩下砂岩的统计损伤本构模型,并对该理论模型进行试验验证,且探讨了不同围压下各模型参数的物理意义及变化规律。研究结果表明,该模型的正确性和合理性。 展开更多

关键词 裂隙体积应变 威布尔分布 非线性弹性性质 残余应力 统计损伤本构模型

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高应变率下聚丙烯纤维混凝土动态力学性能和本构模型 被引量：30

19

作者 张华 郜余伟 +1 位作者 李飞 陆峰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期3464-3473,共10页

利用改进的分离式Hopkinson压杆试验装置对聚丙烯纤维混凝土进行冲击压缩试验和显微镜细观成像分析。对5种不同纤维掺量的混凝土分别进行不同应变率的单轴冲击压缩试验;对比试验所得应力应变曲线,分析应变率、纤维掺量对混凝土强度、韧... 利用改进的分离式Hopkinson压杆试验装置对聚丙烯纤维混凝土进行冲击压缩试验和显微镜细观成像分析。对5种不同纤维掺量的混凝土分别进行不同应变率的单轴冲击压缩试验;对比试验所得应力应变曲线,分析应变率、纤维掺量对混凝土强度、韧性和弹塑性等指标的影响;在显微镜下观察不同纤维含量混凝土的破损情况并进一步分析应变率和纤维掺量对损伤演化的影响;基于引入损伤的黏弹性本构模型对试验结果进行拟合分析。研究结果表明:冲击荷载作用下,纤维混凝土表现出明显的非线性及率敏感性;纤维混凝土动态强度及韧性指标随着纤维掺量的增加呈抛物线式的方式发展;损伤演化速度随应变率的增加而降低;引入损伤的黏弹性本构模型能够较好地表达纤维混凝土动态应力应变关系。 展开更多

关键词 聚丙烯纤维混凝土 SHPB试验技术 应变率效应 黏弹性本构模型 损伤演化

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磁驱胶囊机器人在弯曲小肠内摩擦阻力建模

20

作者 郭志明 黄翼 +3 位作者 刘涛 方棋洪 李铁风 梁亮 《力学学报》 北大核心 2025年第2期464-472,共9页

磁驱胶囊机器人具有非接触、高穿透性和控制模式丰富等特点,被认为是最理想的胃肠道疾病诊疗手段之一,但在狭窄肠道中服役时也存在漏检和滞留的风险.胶囊机器人在生物肠道内运行摩擦阻力的数学模型和影响因素,是胶囊机器人高效驱动和精... 磁驱胶囊机器人具有非接触、高穿透性和控制模式丰富等特点,被认为是最理想的胃肠道疾病诊疗手段之一,但在狭窄肠道中服役时也存在漏检和滞留的风险.胶囊机器人在生物肠道内运行摩擦阻力的数学模型和影响因素,是胶囊机器人高效驱动和精准控制的理论基础.文章针对胶囊机器人在弯曲兔小肠内挤胀运行工况,采用非线性黏弹性本构模型刻画肠道力学特征,建立了胶囊机器人在弯曲肠道内挤胀运行时的摩擦阻力理论模型,其中兔小肠力学参数和其与胶囊间的摩擦系数由实验测得.采用前面得到的理论模型,分析了小肠弯曲半径、胶囊长度和胶囊半径等几何参数对胶囊摩擦阻力的影响规律.研究表明,胶囊机器人所受摩擦阻力可以等效为克服肠道弯矩产生的摩擦力,加上直肠道中偏心挤胀运行产生的摩擦力.减小肠道弯曲曲率,或增大胶囊机器人半径,胶囊机器人受到的运动阻力将增加;胶囊长度是胶囊在弯曲肠道内运行时运动阻力的最敏感因素,随着胶囊长度的增加,胶囊运动阻力将显著增加.研究结果将为胶囊机器人在人体胃肠道运行阻力研究和实验建模提供理论支撑,为磁驱胶囊机器人运行驱动和精准控制提供参考. 展开更多

关键词 磁驱胶囊机器人 弯曲小肠 摩擦阻力建模 非线性黏弹性 本构模型

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