大变形下固体推进剂黏弹性本构参数的识别

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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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黏弹性聚合物溶液渗流数学模型 被引量：7

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作者 曹仁义 程林松 +2 位作者 郝炳英 高海红 姚大伟 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第2期107-109,共3页

分析聚合物溶液在简化孔喉模型中的流动情况,建立了综合考虑聚合物溶液特性和多孔介质特征的黏弹性本构模型,并在此基础上建立了聚合物溶液不稳定渗流数学模型,并利用数值方法求解.通过实例计算,对聚合物溶液的特征时间、稠度系数、幂... 分析聚合物溶液在简化孔喉模型中的流动情况,建立了综合考虑聚合物溶液特性和多孔介质特征的黏弹性本构模型,并在此基础上建立了聚合物溶液不稳定渗流数学模型,并利用数值方法求解.通过实例计算,对聚合物溶液的特征时间、稠度系数、幂律指数、孔隙因子(喉道长度与喉道直径之比)和注入速度对注入压力的影响进行了分析,绘制了相应的理论图版.结果表明:注入压力随聚合物溶液特征时间、稠度系数和注入速度的增大而增大,随幂律指数和孔隙因子的增大而减小. 展开更多

关键词 聚合物驱 黏弹性本构模型 渗流数学模型 理论图版

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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

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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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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：29

4

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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Kevlar29纱线动态拉伸力学性能与本构方程 被引量：3

5

作者 周玄 徐立志 +1 位作者 任文科 高光发 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期47-59,共13页

为了能够清晰地表征芳纶纱线在不同应变率下的力学行为,进行了Kevlar29纱线的准静态和动态拉伸试验,结合分离式霍普金森拉杆理论和运动目标追踪法,获得了Kevlar29纱线在不同应变率下的应力-应变曲线,分析了纱线动态拉伸的变形与断裂过程... 为了能够清晰地表征芳纶纱线在不同应变率下的力学行为,进行了Kevlar29纱线的准静态和动态拉伸试验,结合分离式霍普金森拉杆理论和运动目标追踪法,获得了Kevlar29纱线在不同应变率下的应力-应变曲线,分析了纱线动态拉伸的变形与断裂过程,揭示了Kevlar29纱线力学性能的应变率效应;通过最小二乘法拟合得到了基于纱线应变率效应的黏弹性本构方程,分析了三元件和五元件本构模型的差异及适用性。结果表明:随着应变率升高,Kevlar29纱线的断裂应变减小,拉伸强度和韧性先增大后减小,拉伸模量先增大后趋于稳定;五元件黏弹性本构模型能够较好地表征纱线力学性能的应变率效应。 展开更多

关键词 KEVLAR纤维 拉伸力学性能 黏弹性本构模型 应变率效应

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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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高温下橡胶应力松弛行为对封隔器密封性能的影响研究 被引量：10

7

作者 李斌 于富盛 +1 位作者 郑旭 王军锋 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期2153-2159,I0022,I0023,共9页

由于橡胶材料的温度特性和时间特性,封隔器胶筒的密封性能自坐封成功后是不断衰减的。本文对大芦湖东部某井的Y344压缩式封隔器氟橡胶胶筒材料进行高温下的样本单轴拉伸试验和应力松弛试验。根据试验结果拟合相应的超弹性本构模型和黏... 由于橡胶材料的温度特性和时间特性,封隔器胶筒的密封性能自坐封成功后是不断衰减的。本文对大芦湖东部某井的Y344压缩式封隔器氟橡胶胶筒材料进行高温下的样本单轴拉伸试验和应力松弛试验。根据试验结果拟合相应的超弹性本构模型和黏弹性本构模型,并建立Y344压缩式封隔器的有限元模型进行仿真分析。结果表明:橡胶材料高温下的应力松弛导致胶筒的最大剪切应力、最大接触应力、线压和面压均有不同程度的下降,导致封隔器的密封性能和密封可靠性下降。因此,在考虑封隔器胶筒密封性能时,有必要考虑胶筒橡胶材料应力松弛行为带来的影响。 展开更多

关键词 压缩式封隔器 应力松弛 高温试验 氟橡胶 黏弹性本构模型

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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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橡胶衬套动态特性研究 被引量：5

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作者 雷刚 刘莹 +1 位作者 胡鹏 陈茜 《科学技术与工程》 北大核心 2015年第7期74-78,共5页

在橡胶超弹性及黏弹性本构模型基础上,提出超-黏弹性本构模型。以某车前悬架控制臂橡胶衬套为研究对象,建立其动态特性有限元模型,并将仿真结果与试验数据对比。结合已有的橡胶衬套动态特性试验数据,采用自适应响应面法识别得到与研究... 在橡胶超弹性及黏弹性本构模型基础上,提出超-黏弹性本构模型。以某车前悬架控制臂橡胶衬套为研究对象,建立其动态特性有限元模型,并将仿真结果与试验数据对比。结合已有的橡胶衬套动态特性试验数据,采用自适应响应面法识别得到与研究对象匹配精度较高的频域黏弹性本构模型参数。建立其动态特性相应工况的有限元模型,进而得出橡胶衬套动态特性迟滞回线,求得阻尼角信息,完成橡胶衬套动态特性信息重建。 展开更多

关键词 橡胶衬套 超-黏弹性本构模型 动态特性 参数识别

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模外装饰鼠标外壳贴膜工艺仿真分析

10

作者 黎秋萍 钟自锋 +1 位作者 贾慧芳 李志刚 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期29-31,共3页

为了研究模外装饰鼠标外壳贴膜工艺,对PMMA塑料板材进行高温单向拉伸实验,计算出DSGZ黏弹性本构模型系数,并将DSGZ模型的预测曲线与其实验数据进行对比分析。采用弹性预测-径向回映算法设计编写了DSGZ黏弹性本构模型的ABAQUS用户材料子... 为了研究模外装饰鼠标外壳贴膜工艺,对PMMA塑料板材进行高温单向拉伸实验,计算出DSGZ黏弹性本构模型系数,并将DSGZ模型的预测曲线与其实验数据进行对比分析。采用弹性预测-径向回映算法设计编写了DSGZ黏弹性本构模型的ABAQUS用户材料子程序,然后基于OMD工艺原理,对鼠标外壳OMD贴膜的工艺成型过程进行仿真分析,得到了成型后薄膜的厚度分布及其在X、Y方向上的变形量。 展开更多

关键词 模外装饰 PMMA 拉伸实验 黏弹性本构模型 仿真

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模外装饰鼠标外壳贴膜工艺仿真及模具改进

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作者 李志刚 王业楷 贾慧芳 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期69-72,共4页

采用FORTRAN语言设计编写DSGZ黏弹性本构模型的材料子程序嵌入至ABAQUS软件中,然后基于模外装饰工艺原理,对六个鼠标外壳贴膜工艺成进行模拟计算,成型后薄膜的最薄厚度为0.183 mm,薄膜在X方向最大变形量为7.417 mm,薄膜在Y方向最大变形... 采用FORTRAN语言设计编写DSGZ黏弹性本构模型的材料子程序嵌入至ABAQUS软件中,然后基于模外装饰工艺原理,对六个鼠标外壳贴膜工艺成进行模拟计算,成型后薄膜的最薄厚度为0.183 mm,薄膜在X方向最大变形量为7.417 mm,薄膜在Y方向最大变形量为4.107 mm。通过增大鼠标之间的左右距离同时减小鼠标之间的前后距离,改进之后薄膜的最小厚度为0.184 3 mm,薄膜在X,Y方向上的最大变形量分别为7.104,2.574 mm,其较改进前分别减少了4.22%,37.3%。 展开更多

关键词 黏弹性本构模型 模外装饰 工艺成型 仿真

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薄膜表面装饰工艺参数DOE分析

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作者 游永忠 李志刚 贾慧芳 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期88-91,共4页

基于薄膜表面装饰工艺原理及DSGZ黏弹性本构模型的ABAQUS用户材料子程序,对鼠标外壳贴膜的工艺过程进行仿真分析。分析结果表明,薄膜的厚度最厚为0.200 4 mm,最薄为0.182 1 mm,在X方向上的最大变形量为8.01 mm,在Y方向上的最大变形量为2... 基于薄膜表面装饰工艺原理及DSGZ黏弹性本构模型的ABAQUS用户材料子程序,对鼠标外壳贴膜的工艺过程进行仿真分析。分析结果表明,薄膜的厚度最厚为0.200 4 mm,最薄为0.182 1 mm,在X方向上的最大变形量为8.01 mm,在Y方向上的最大变形量为2.939 mm。然后对模外装饰贴膜工艺参数进行DOE分析,分析结果表明,模腔的真空度、常压加压时间、高压加压时间对其厚度的标准偏差具有较大的正效应,高压加压时间对其在X、Y方向变形量的标准偏差也具有很大的正效应。 展开更多

关键词 薄膜表面装饰 黏弹性本构模型 材料子程序 DOE

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