一种描述减振器滞回特性的Bouc–Wen改进模型

Bouc–Wen模型在非识别激励工况下模拟的阻尼力与实际阻尼力误差较大,对非识别激励振幅过于敏感,针对这一问题,提出了一种描述减振器滞回特性的改进模型。首先用Mechanical testing and simulation(MTS)疲劳试验机对磁流变减振器进行力学性能试验,获得在多种激励幅值、频率和电流作用下的阻尼力。采用阻尼力对位移的斜率与阻尼力关系来模拟滞回环特性曲线。根据滞回曲线特点利用二次多项式函数来表征滞回环斜率与阻尼力的关系,同时,引入关于速度的指数函数修正项,进而对改进后的Bouc–Wen模型进行参数识别,并对其进行仿真及验证。与试验得到的阻尼力进行对比,发现在非识别激励工况下,曲线吻合效果较好。对改进前后Bouc–Wen模型模拟的阻尼力特性曲线进行对比,结果表明:改进后模型得到的阻尼力仿真值能够较好地模拟试验得到的各种工况下阻尼力的值,且优于Bouc–Wen模型,同时Bouc–Wen模型在非识别激励工况下模拟阻尼力精度较差这一问题得到了改善。新模型为保证车辆悬架系统在多变工况下仿真响应的准确性打下了基础。      

干/湿状态下HFRP搭接接头的剪切蠕变试验及分数阶导数流变模型

搭接是纤维增强复合材料(FRP)的重要连接方式,长期性能是该技术实际工程应用的关键.对不同恒定应力和湿度状态下混杂FRP (HFRP)双搭接接头的剪切蠕变性能进行了试验研究.试验观测到了明显的蠕变变形,测定了蠕变与恒定应力及湿度的关系.进一步采用分数阶导数流变模型对试件的蠕变进行模拟.根据模型所包含的Mittag-Leffler函数的性质采用了改进的Powell优化算法,并确定了合理的初值,结合试验曲线拟合得到模型各参数值.根据搭接接头蠕变的特点,在经典分数阶流变模型中引入了表征应力水平对搭接接头非线性蠕变特性影响的函数,提出了一种改进的分数阶蠕变柔量计算公式.研究结果表明,该流变模型能够采用简单的表达形式和较少的参数对试件的非线性蠕变行为进行拟合,在30%~70%恒定应力范围内准确模拟了双剪搭接接头的蠕变曲线.     

考虑损伤发展的钢材混合强化本构模型

为了更准确地模拟往复荷载作用下金属材料的劣化,在大变形弹塑性理论及损伤力学理论的基础上,采用双线性混合强化模型及Lemaitre损伤模型建立了可考虑损伤发展的混合强化弹塑性本构模型.提出了利用单轴拉伸材料常数计算损伤材料参数的近似方法.利用有限元程序ANSYS的用户可编程特性,将所编制的材料模型子程序嵌入ANSYS程序,对文献中的厚铝环拉压试验及工字钢构件滞回性能试验进行了有限元模拟,计算所得的荷载位移曲线及裂纹萌生寿命均与试验结果吻合较好.     

充填体的分数阶微积分蠕变本构模型及其在FLAC~(3D)中的开发应用

为了更加准确地评估分析充填采矿法中实际矿山充填体矿柱的稳定性,通过在广义开尔文体中引入分数阶黏性元件来模拟胶结充填体蠕变过程,根据试验数据对所得蠕变本构方程利用爬山算法和全局优化法相结合的方式进行参数辨识,并将得到的蠕变本构方程开发进岩土数值分析软件FLAC~(3D)中进行数值计算。计算结果表明,改进后的分数阶蠕变本构方程很好地拟合了试验数据,证明了改进模型及其计算程序的正确性。该成果对矿山矿柱充填及稳定分析具有实际指导意义。