固体物料应力松弛特性的研究

通过萝卜的应力松弛试验,得出萝卜在不同加载速率、不同方向取样时的流变学参数:松弛应力、松弛模量和松弛时间,从而得出应力松弛曲线。其松弛模量随加载速率的增大而减小,径向取样时这种变化比轴向更为明显。在同一加载速率下,轴向试样比径向试样松弛时间短。因此建立用四单元Maxwell模型来描述萝卜的应力松弛现象,为机械设计及鉴定品种质量提供了理论依据,为预测机械损伤、提高产品质量、探索新的控制方法和判断依据提供最佳参数。     

堆石料的三轴松弛试验

针对以一个试样进行分级加载松弛试验的可行性问题,并研究堆石料的应力松弛规律,使用大型三轴仪对堆石料进行了常应变速率排水压缩试验和不同围压、不同应变水平的分级加载排水松弛试验,并建立了双曲线应力松弛方程.结果表明应力松弛阶段对后续常应变速率加载的应力应变关系趋势基本无影响,以一个试样分级加载方式进行松弛试验是可行的.在应...     

PTT纤维与PET纤维力学性能的模拟与比较

三元件模型能较好地模拟PTT纤维和PET纤维的应力松弛过程。从纤维大分子结构和模型参数分析得出：PTT纤维较PET纤维具有较低的初始模量，较大的延伸性；PTT纤维应力松弛率较小，应力松弛速度较慢，具有较好的弹性；PET纤维比PTT纤维有较明显的粘流特征；PTT和PET纤维在小应变水平下弹性变形所占比例较多。     

汽轮机螺栓应力松弛行为预测的研究

根据高温下金属应力松弛的基本特征,建立了预测应力松弛行为的动力学方程式,该表达式可根据某初应力下的松弛试验结果预测不同初应力时的应力松弛行为。多种材料试验数据的验证结果表明,本文采用的预测方法合理,提出的动力学方程式具有广泛的适应性以及良好的拟合和预测精度,便于工程应用。利用该方程式,还分析讨论了不同初应力下的材料松弛塑性应变速率随时间的变化及其趋势比较,其规律与现有的研究结果保持一致。     

“研究生论坛”稿件-岩石非定常黏弹性应力松弛本构模型研究

采用RLJW–2000岩石三轴流变伺服仪,对粉砂质泥岩进行了三轴压缩应力松弛试验。基于试验结果,首先采用定常Hooke-Kelvin模型描述岩石的应力松弛特性,分析了参数定常情况下模型拟合值与试验值之间的差别,表明不考虑参数的时间相关性将引起较大的误差,有必要建立岩石的非定常应力松弛模型。以Hooke-Kelvin模型为基础,将黏弹性模量G2、黏滞系数H1看作是与时间有关的非定常参数,得出了两种模型参数随时间的变化关系,建立了三维应力下岩石的非定常黏弹性Hooke-Kelvin应力松弛模型。对比模型拟合结果与试验结果,非定常黏弹性Hooke-Kelvin应力松弛模型比定常模型能更准确地反映粉砂质泥岩的应力松弛特性。研究成果可为今后开展此方面的工作提供有益参考依据。     

北山花岗岩短长期常规三轴力学特性试验研究

为研究北山花岗岩的物理力学特性，开展了常规三轴、蠕变和松弛试验，研究过程与结论如下：（1）开展北山花岗岩在不同围压条件下的常规三轴压缩试验，对比分析试样的变形和破坏形式等力学特征，得出北山花岗岩岩石破坏时的不可恢复变形较小，且随着围压增大未出现脆-延性转变现象的结论；（2）开展北山花岗岩单级蠕变试验及不同围压条件下的多级蠕变试验，分析不同偏应力的形变和单级蠕变的蠕变速率，得出北山花岗岩的蠕变形式为非稳定蠕变，其应变曲线出现了典型的蠕变三阶段特征的结论；（3）开展北山花岗岩单级应力松弛试验及循环松弛试验，分析偏应力的变化规律，得出北山花岗岩在应力松弛过程的初始松弛阶段，其偏应力下降速率很快，在较短时间内即能够达到稳定状态的结论。     

硫化天然胶物理松弛运动方程的探讨

以起始应力与平衡应力的差值的１／ｅ倍所对应的时间为硫化天然橡胶的平均松弛，适当选取各运动单元的松弛时间，建立了五参数数学模型谱的强度（Ａ１）通过多元线性回归，由最小二乘法确定。结果表明，回归值与实验值吻合良好。反映出不同的松弛单元对总松弛时间的贡献。     

分级加载条件下的锯齿状结构面剪切松弛特性

为研究结构面的剪切应力松弛特性,采用水泥砂浆浇筑成不同角度的结构面试样,利用岩石双轴流变试验机对规则齿形结构面进行不同剪切应力水平下的松弛试验,试验结果表明:结构面剪切应力松弛曲线可以分为瞬时、减速和稳态3个阶段;依据松弛曲线特征,考虑模型参数的时间相关性,将粘滞系数看作是与时间有关的非定常参数,建立非线性Maxwell松弛方程,与试验曲线拟合结果比较理想,得到了初始粘滞系数与剪应力水平的关系;根据松弛应力随剪应力水平的变化规律,及蠕变确定长期强度的机理,提出了应力松弛试验确定长期强度的方法,即松弛应力峰值对应的剪应力为结构面的长期强度.     

冻土粘弹塑性参数的测试方法

根据已有冻土试验资料,建立描述冻土粘弹塑性特征的本构模型,给出本构参数的确定方法。首先,推导本构模型的微分列式并根据不同加载条件求解微分方程。其次,设计不同加载条件的冻土试验,以测定应力应变曲线,或应力随时间、或应变随时间曲线。然后,根据以等应变率下的试验曲线为例研究讨论了在不同条件下确定本构参数的方法。包括:在等应变率加载条件下,根据应力应变曲线或应力时间曲线确定本构参数;在等应力加载条件下,根据应力应变曲线或应变时间曲线确定本构参数;在应变率为零时,利用松弛曲线确定本构参数;在应力率为零的条件下,利用蠕变曲线确定本构参数。     

从三参数固体模型来理解高聚物的粘弹性

为了更好的理解高聚物的粘弹性。通过三参数固体模型的几何构型来推导其运动微分方程,利用其微分方程分析此模型的应力松弛过程、蠕变过程、以及反映弹性和粘性相结合的应力松弛时间和蠕变推迟时间。利用微分方程不同情况下的解,分析了应力松弛过程和蠕变过程。结果表明这种三参数固体模型能够很好的描述聚合物的力学性能。     

聚丙烯在30℃下的应力松弛行为及其模型模拟分析

对全同聚丙烯(iPP)和无规共聚聚丙烯(PPR)在拉伸温度为30℃的应力松弛行为进行研究,不同结晶度的聚丙烯残余应力是不同的。采用广义七元件Maxwell模型对不同结晶度的iPP和PPR应力松弛行为进行模拟。由该模型建立了对应的方程,方程中的参数反映了聚合物的聚集态结构在应力松弛过程中的变化。结果表明,该模型能较好地描述应力松弛行为。模型中各参数的变化通过归一化处理进行分析。根据模型方程归一化参数的结果,发现材料的结晶结构在应力松弛过程中发生了变化。X-射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)对结果进行了验证。     

三轴应力条件下粉砂质泥岩分级松弛特性

为研究软岩的应力松弛特性,采用分级荷载的方式对粉砂质泥岩进行三轴条件下的松弛试验。通过对不同围压条件下泥质粉砂松弛特性的分析,发现Burgers模型能够很好的反映出泥质粉砂岩不同应力条件下的松弛特性。研究应力松弛度随各级荷载初始应力水平的演化规律,结果表明:发现各级荷载初始应力较低时,应力松弛度随着各级荷载初始应力的升高而指数型降低;各级荷载初始应力较高时,部分岩样的应力松弛度呈现出略微升高的趋势。     

均匀地应力场下圆巷围岩应力时空演化分析

围岩应力状态具有显著的时空效应.围绕巷道开挖围岩应力演化过程,采用西原模型初步解析了均匀地应力场下圆形巷道围岩应力分布的时空效应问题,并探讨了时间、空间等相关参数的相关性.研究表明:采用西原模型能充分反映围岩应力松弛效应,三向应力均随时间推移而衰减,最终稳定于某一平衡状态;在成洞初期,应力集中越明显,应力松弛越显著;围岩力学松弛行为是时空函数,径向应力随开挖面后方距离增大而减小,环向应力刚好相反,而轴向应力保持不变.该研究可为岩体巷道工程稳定性预测与评估提供理论基础.     

挤压筒的光弹性实验研究

采用光弹性应力冻结法分析了挤压筒内侧受压时的应力分布。同时研究了硅橡胶和软环氧树脂作为加载介质的适用性。我们将软环氧树脂作为加载介质，可得圆筒内侧径向压应力近似等于该介质所承受的轴向压应务。此结果比较符合厚壁圆筒理论解。可见，用软环氧树脂作为加载介质是比较合适的。此项研究结果可为偏挤压筒的光弹性分析提供帮助。     

不同模量比对复合材料储能飞轮强度的影响

以材料的环向与径向模量比λ作为参量,利用ANSYS有限元分析软件,对给定尺寸不同材料的单层及双层异构复合材料飞轮转子进行强度计算,得出飞轮转子在高速旋转时的径向和环向应力分布规律。进而利用强度比方程求解各种结构的强度比,分析材料参数对飞轮转子强度的影响。     

应变控制下水泥土动静力特性试验

为了研究循环荷载下水泥土的动静力特性,通过GDS振动三轴仪进行应变控制下的静力和逐级循环加载试验.静力试验表明:应变速率越大,水泥土强度越大,应变速率为5%时的峰值应力相对于being0.05%时提高了47.57%;掺入比决定水泥土应力-应变关系曲线的软化或硬化型式.通过逐级循环加载试验,进一步分析水泥土的应力-应变关系和动模量的发展规律,通过对双曲线模型的修正,建立描述水泥土应力-应变关系的经验模型.该模型共有3个参数,论述了各个参数的物理意义和确定方法,结果表明,本文模型简单实用,能够较好地反映水泥土的应力-应变关系.     

动脉瓣的粘弹性行为

本文用冯元桢先生提出的连续松弛谱模型，研究了人动脉瓣组织的粘弹性行为。由应力松弛试验数据，求出了瓣叶材料的粘弹性常数。本研究的特点在于，考虑了主动脉瓣和肺动脉瓣间的差异，也区分了肺动脉瓣叶的方向性。结果显示，粘弹性参数在主动脉瓣和肺动脉瓣之间虽有差异，但却很小；而瓣叶性能的方向性却更强，即同瓣周向与径向间粘弹性差异较大。我们关于主动脉瓣的粘性损失角（或内阻尼值）与Ｌｉｍ和Ｂｏｕｇｈｎｅｒ［５］的结果比较接近     

三轴压缩下粉砂质泥岩蠕变力学特性试验研究

为揭示三峡地区巴东组二段粉砂质泥岩的蠕变力学特性,采用RLJW-2000岩石流变伺服仪对饱和粉砂质泥岩进行了三轴压缩蠕变试验。试验在分级加载条件下进行,试验围压为1 MPa。基于试验结果,定量研究了粉砂质泥岩蠕变过程中轴向蠕应变与径向蠕应变的差异、轴向蠕变速率与径向蠕变速率的差异,得出了岩石的长期强度。研究结果表明:1)在各级应力水平下,试样径向蠕应变占径向总应变的比例始终比轴向蠕应变占轴向总应变的比例大,岩石的径向蠕变效应更明显。2)在破裂应力水平下,岩石径向蠕变比轴向蠕变先进入加速蠕变阶段,径向的初始蠕变速率、稳态蠕变速率以及加速蠕变速率均高于轴向相应的蠕变速率,以径向蠕变特征来判别粉砂质泥岩是否发生蠕变破坏更合理。工程实践中,应加强对岩石径向蠕变特性的监测工作,这对于工程失稳的预测预报更有意义。3)粉砂质泥岩的长期强度仅为其瞬时强度的74.4%,长期强度折减较大。4)试验中获得的长期强度实际上应为粉砂质泥岩的径向长期强度,径向先发生蠕变破坏从而导致试样破坏。     

石灰岩三轴压缩全应力应变过程的声发射特性

本采用徐州九里山石灰岩试件，在美国ＭＴＳ公司生产的ＭＴＳ ８１５．０２Ｓ伺服试验机上进行连续加载、循环加载及应力松驰试验，测试了石灰岩在不同围压及不同加载方式下的声发射特性。得出：（１）石灰岩在低围压下呈脆性劈裂破坏，主破裂前声发射很少，ＡＥ突发信号发生在主破裂瞬间；随围压增高，试件呈剪切破裂形式，主破裂前有众多声发射。（２）连续加载及循环加载方式下石灰岩呈现不尽相同的声发射特性，前大量ＡＥ信     

真三轴加载条件下混凝土的力学特性

采用真三轴设备对100mm×100mm×100mm的立方体混凝土试块进行静态加载。首先,保持三个轴向的应力相同,施加应力到设计值p。然后,在保持最小主应力(Z轴)恒定并且X轴应变速率与Y轴应变速率之比也恒定的条件下,单调地增加Y轴应变。通过这种复杂加载试验,研究了混凝土的强度和体积特征。结果表明:在应力-应变混合路径加载的真三轴试验下,混凝土的抗压强度随着最小主应力的增大而增大,随着加载应变速率比的增大而线性递减,都大于单轴抗压强度,最高可达单轴抗压强度的3.4倍;混凝土试块在只经历静水压的加载历史时,初始剪切模量不受影响,不同组剪应力-剪应变关系曲线初始段都存在重合现象。峰值体积应变随着最小主应力和应变速率比的增大而增大,体积先减小后增大,出现扩容现象;当最小主应力为10MPa时,混凝土的峰值强度和峰值体积压应变几乎同时出现,并随着最小主应力的增大,两者出现的时间间隔增大,峰值体应变滞后。