GH3230合金蠕变变形及断裂机理研究

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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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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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基于分级加载蠕变模型的参数快速标定方法

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作者 朱丙龙 闫宏业 +3 位作者 毕宗琦 刘晓贺 王瑜鑫 董添春 《铁道建筑》 北大核心 2025年第3期112-119,共8页

蠕变是冻土区铁路路基变形的关键影响因素之一,常通过分级加载蠕变试验来研究冻土蠕变特性。通过曲线拟合方法标定蠕变模型参数前,常需要将冻土分级加载蠕变试验数据通过“陈氏法”转化为分别加载蠕变试验数据,转化过程较为繁琐。以时... 蠕变是冻土区铁路路基变形的关键影响因素之一,常通过分级加载蠕变试验来研究冻土蠕变特性。通过曲线拟合方法标定蠕变模型参数前,常需要将冻土分级加载蠕变试验数据通过“陈氏法”转化为分别加载蠕变试验数据,转化过程较为繁琐。以时间硬化蠕变(Time Hardening Creep,THC)模型为例,对THC模型公式执行与“陈氏法”相逆的操作,推导出了THC模型的分级加载形式。基于此分级加载蠕变模型公式,可直接利用分级加载单轴蠕变试验数据,通过曲线拟合快速标定参数。另外,提供了不同时间单位和应力单位下THC模型参数的变换关系,无需曲线拟合,根据时间和应力单位变化前的参数即可直接标定单位变化后的变换参数。在-0.5、-2.0℃条件下对粗粒土进行了分级加载单轴蠕变试验,基于分级加载THC模型标定了参数,并用拟合参数和变换参数预测了经“陈氏法”转化后的分别加载数据,两种参数预测的相关系数均超过0.9。提出的分级加载THC模型和不同单位下的参数变换关系简化了参数标定流程,实现了参数的快速标定,为冻土地区铁路路基工程的设计和数值模拟提供了有效支持。 展开更多

关键词 铁路路基 蠕变模型 理论分析 冻土 时间硬化 分级加载 分别加载 参数标定

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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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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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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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天津滨海软土蠕变参数及路基沉降效应分析 被引量：16

7

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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基于修正时间硬化理论的PBX蠕变模型 被引量：7

8

作者 唐维 李明 +2 位作者 温茂萍 张丘 赵小东 《含能材料》 EI CAS CSCD 2008年第1期34-36,共3页

对比分析了现有的PBX蠕变模型,提出运用基于修正时间硬化理论来模拟机械加工过程中的蠕变行为,该模型有紧凑的数学表达式和较少的待定参数。为验证模型的有效性,选取以奥克托今(HMX)为基的PBX进行常温条件下的压缩蠕变试验并进行了模型... 对比分析了现有的PBX蠕变模型,提出运用基于修正时间硬化理论来模拟机械加工过程中的蠕变行为,该模型有紧凑的数学表达式和较少的待定参数。为验证模型的有效性,选取以奥克托今(HMX)为基的PBX进行常温条件下的压缩蠕变试验并进行了模型研究,确定了全部模型参数。采用有限元软件对圆柱体压缩试样的压缩蠕变实验进行仿真。理论分析以及有限元数值仿真表明该模型用于仿真计算时,其结果与试验获得蠕变数据相当吻合,可以运用于PBX部件加工的形位变化仿真。 展开更多

关键词 材料力学 PBX 蠕变模型 修正时间硬化理论 有限元仿真

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基于时间硬化理论的应力松弛简化归一模型 被引量：3

9

作者 郭进全 段非 +2 位作者 苗晓鹏 师会超 张伟 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期930-933,共4页

为了研究和表征高温材料的应力松弛行为,对高温材料1Cr10NiMoW2VNbN进行应力松弛试验;根据长时松弛特点,基于时间硬化理论对应力松弛行为进行表征并加以简化;研究同温下松弛行为的初应力相关性。结果表明:时间—应力关系近似呈双对数线... 为了研究和表征高温材料的应力松弛行为,对高温材料1Cr10NiMoW2VNbN进行应力松弛试验;根据长时松弛特点,基于时间硬化理论对应力松弛行为进行表征并加以简化;研究同温下松弛行为的初应力相关性。结果表明:时间—应力关系近似呈双对数线性关系,初应力—对数松弛速率呈半对数线性分布。据此构建应力松弛预测的归化统一模型。 展开更多

关键词 应力松弛 松弛试验 时间硬化理论 初应力相关性 简化归一模型

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PBX部件机械加工过程中的夹持变形预测 被引量：3

10

作者 唐维 李明 +4 位作者 张丘 黄交虎 赵永忠 刘维 赵小东 《含能材料》 EI CAS CSCD 2008年第6期703-707,共5页

高聚物粘结炸药(PBX)部件机械加工过程中的夹持变形直接影响着炸药部件的加工质量。利用既定的基于修正时间硬化理论的蠕变模型,模拟不同结构PBX部件在不同夹持力下的夹持变形。球壳在真空吸附下型面上各点的变形量随纬度增加而增加,方... 高聚物粘结炸药(PBX)部件机械加工过程中的夹持变形直接影响着炸药部件的加工质量。利用既定的基于修正时间硬化理论的蠕变模型,模拟不同结构PBX部件在不同夹持力下的夹持变形。球壳在真空吸附下型面上各点的变形量随纬度增加而增加,方向与径向呈一定夹角;三爪卡盘夹持PBX部件时,最大变形和最大应力都出现在与卡盘爪子接触的区域,且内型面变形量较外型面略小。与千分尺测PBX空心半球真空吸附下顶点变形的试验数据比较,模型在前20min内具有较高的准确性和可靠性,之后仿真结果大于试验数据,60min内最大误差不超过10%。 展开更多

关键词 材料力学 机械加工 高聚物粘结炸药(PBX) 蠕变模型 修正时间硬化理论

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修正时间硬化理论的PBX蠕变模型及其应用 被引量：3

11

作者 唐维 李明 +2 位作者 庞海燕 张丘 赵小东 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 2007年第6期1-4,共4页

利用基于修正时间硬化理论的蠕变模型来模拟炸药部件的短时蠕变行为。以HMX基PBX的15次单轴压缩蠕变实验数据确定了15组模型参数,抽取3组利用ANSYS软件进行模拟实验来验证模型。根据正态分布小概率原理最终确定了通用的蠕变模型参数。... 利用基于修正时间硬化理论的蠕变模型来模拟炸药部件的短时蠕变行为。以HMX基PBX的15次单轴压缩蠕变实验数据确定了15组模型参数,抽取3组利用ANSYS软件进行模拟实验来验证模型。根据正态分布小概率原理最终确定了通用的蠕变模型参数。应用获得的蠕变模型对真空吸附作用下的该型PBX部件进行蠕变仿真,获得其在1h内的蠕变变形。理论分析和数值模拟结果表明,该模型能很好地描述HMX基PBX的蠕变特性,可以运用于机械加工过程中炸药部件受夹持力作用的短时蠕变仿真。 展开更多

关键词 材料科学 PBX 蠕变模型 修正时间硬化理论 数值模拟 ANSYS软件

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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

12

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

13

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

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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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考虑围岩应变强化及扩容的深埋软岩隧洞时变位移解 被引量：4

15

作者 唐胜兰 王海 +2 位作者 俞缙 张建智 蔡燕燕 《隧道建设》 北大核心 2017年第A01期72-78,共7页

为描述深埋软岩隧洞围岩时变位移受岩石应变强化与扩容协同影响的复杂力学过程,假设岩体为符合Burgers体与Drucker-Prager屈服准则组合的黏弹塑性模型,在考虑应变强化及扩容效应影响的初始应力场下,推导得到深埋软岩隧洞的黏弹塑性时变... 为描述深埋软岩隧洞围岩时变位移受岩石应变强化与扩容协同影响的复杂力学过程,假设岩体为符合Burgers体与Drucker-Prager屈服准则组合的黏弹塑性模型,在考虑应变强化及扩容效应影响的初始应力场下,推导得到深埋软岩隧洞的黏弹塑性时变位移解析解并进行分析。结果表明:该解析解能较好地描述软岩隧洞蠕变位移受岩体应变强化和扩容的影响。随着幂强化指数或剪胀角的增大,隧洞围岩的时效变形逐渐增大,且发展变快。隧洞围岩在应变强化和扩容效应的共同影响下,幂强化指数与剪胀角越大,其位移越敏感,且幂强化指数对围岩位移的敏感性更高。为验证该解析解的实用价值,与工程实测数据进行对比,结果显示计算值与实测值吻合较好,表明该解析解对深埋软岩隧洞时变位移预测具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 深埋软岩隧道 应变强化 扩容效应 幂强化模型 时变位移解 剪胀角 幂强化指数

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间歇性循环荷载下路基细粒土填料永久变形特性及预测模型 被引量：16

16

作者 李亚峰 聂如松 +2 位作者 李元军 冷伍明 阮波 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1065-1077,共13页

实际列车运营条件下相邻列车间存在一定的时间间隔,因此,列车对路基的长期作用由列车通过时的振动加载和无列车通过时的荷载间歇组成,即间歇性循环荷载。为探究路基在列车间歇性动荷载作用下的变形特性,开展了连续加载与间歇加载(单级... 实际列车运营条件下相邻列车间存在一定的时间间隔,因此,列车对路基的长期作用由列车通过时的振动加载和无列车通过时的荷载间歇组成,即间歇性循环荷载。为探究路基在列车间歇性动荷载作用下的变形特性,开展了连续加载与间歇加载(单级、多级加载)的动三轴试验,研究了间歇加载下累积塑性应变的发展规律,并提出了相应的累积塑性应变预测模型。研究结果表明,间歇加载提高了试样抵抗荷载的能力、降低了累积塑性变形的发展;间歇加载下试样的累积塑性应变曲线呈"阶段式"增长,不同于连续加载下累积塑性应变曲线"平顺型"发展的特点;基于时间硬化方法对双曲线模型进行改进,并对间歇加载(单级、多级加载)下稳定型和临界型试样的累积塑性应变进行预测,取得了良好的预测效果。研究结果对于深入分析实际列车荷载作用下路基土体的变形特性和沉降预测具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 动三轴试验 间歇性循环荷载 累积塑性变形 预测模型 时间硬化方法

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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

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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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