浮法玻璃退火过程中应力变化的数值模拟

浮法玻璃内部在退火过程中产生的应力是应力松弛和结构弛豫共同作用的结果.基于粘弹性理论,采用波尔兹曼叠加原理,并考虑应力松弛和结构弛豫两种因素影响的应力本构方程是一组复杂的积分方程.利用梯形积分法、拉格朗日差值函数并采用离散化的方法可以对其进行数值模拟求解.计算结果同实验数据的吻合度较好,为浮法玻璃退火过程中应力离线实验仿真计算或在线控制运用提供了一种解决方案.     

浮法玻璃的退火原理和退火设备(续)

二、表层应力曲线的应用从前,对玻璃永久应力的测定,是采用应力仪离线测量其厚度方向上的永久应力.用这种方法测得的数据,不能揭示普通平板玻璃和浮法玻璃在退火窑中的热工状况.近代的应力仪、已进展到"表层应力测定仪",并已从离线测定发展到在线测定.表层应力仪安装在F区,每天测量一次,并由电子计算机处理数据.以此来指导生产,调整退火窑各热工环节,使平板玻璃退火过程全盘自控.     

普通工业玻璃退火与应力的几个问题 Ⅲ在退火温度范围内连续冷却时玻璃中温差应力松弛的计算——变温下应力松弛的计算

玻璃制品的退火是在连续冷却的条件下进行的 ,应力松弛 (Stress Relaxation)是在降温过程中实现的。因此在恒定温度下应力松弛的规律能否直接用于实际生产中需要研究。文中首先确定了在恒温下应力松弛的初始阶段中 σ0σ与时间有线性关系 ,在此基础上从 Preston应力松弛微分方程导出了在等速降温条件下应力松弛方程式。并在此基础上明确了在变温条件下应力松弛规律与恒温条件下有重大差别 ,因此实际退火过程的计算不宜采用恒温条件下的数据。     

橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型

本文提出的修正Zener模型,即以非线性弹簧与粘壶代替原来的线性弹簧与粘壶,得到一种适合橡胶材料在单轴作用下的非线性高弹-粘弹性本构模型。该模型可同时描述加载、卸载及应力松弛行为。模型将应力分解为弹性应力与粘性应力。弹性应力由Yeoh高弹性模型得到;粘性应力由加载及卸载过程的瞬时应力通过积分变换得到。此外考虑到应力松弛的作用,因此将粘性应力分解成两部分：一是在加载、卸载过程所用时间内由应变的改变所导致的粘性力;二是在该时间内由应力松弛所产生的反作用力。最后,将实验结果与该模型的计算结果进行对比,结果表明计算结果与实验结果具有良好的一致性,说明该本构模型可靠、合理。     

普通工业玻璃退火与应力的几个问题I.玻璃的退火上下限温度和退火时玻璃中热应力变化的定性描述

对 Tg 温度、结构松弛和退火的上下限温度作了较详细的论述。由于实际的退火工艺规程因产品而异 ,所以实际工艺规程中的退火上下限温度值与理论上退火的上下限温度可以有所差异。特别指出了热制品直接退火工艺与冷制品重热退火工艺的显著区别。在对退火过程中应力生成与变化的分析描述中提出即时应力的概念使退火过程中对应力变化的分析更为明确和简便。文中又借助于图形对两种退火过程中温度、应力的变化作了详细说明。     

普通工业玻璃退火与应力的几个问题：Ⅱ在退火温度范围内恒温下玻璃中应力

探讨了玻璃在退火时应力松弛的机理，提出研究应力松弛规律必须在恒温条件下（静态条件）和变温下（动态条件下）两个方面来讨论。文中深入地对静态条件下应力松弛计算作了探讨。指出了著名的Ａｄａｍｓ公式１／σ－１／σ０＝Ａｔ的不足。文中从Ｂｏｌｔｚｍｅｎ公式出发利用已知的粘度与温度的加和关系计算了以退火温度范围内粘滞流动活化能△Ｅη和应力松弛活化能△Ｅα，并由此导出了应力松弛时间τ与温度关系的计算式，进而又推     

普通工业玻璃退火与应力的几个问题Ⅱ在退火温度范围内恒温下玻璃中应力松弛的近似计算

探讨了玻璃在退火时应力松弛的机理 ,提出研究应力松弛规律必须在恒温条件下 (静态条件 )和变温下 (动态条件下 )两个方面来讨论。文中深入地对静态条件下应力松弛计算作了探讨。指出了著名的 Adams公式 1σ-1σ0=At的不足。文中从 Boltzmen公式出发利用已知的粘度与温度的加和关系计算了在退火温度范围内粘滞流动活化能 ΔEη 和应力松弛活化能 ΔEa,并由此导出了应力松弛时间 τ与温度关系的计算式 ,进而又推导出 Preston公式 σ0σ-1 =Bt常数 B与温度的关系计算式。     

橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型的研究

建立橡胶材料的非线性高弹-粘弹性本构模型。高弹-粘弹性本构模型的总应力可分解为弹性应力与粘性应力之和,考虑到应力松弛的影响,将粘性应力分解为在加载与卸载过程中应变变化产生的粘性应力与应力松弛产生的反作用力之和。对比测试与模拟数据以验证本构模型的可靠性。结果表明:本构模型能同时模拟加载、卸载与应力松弛过程,应力松弛与多步应力松弛试验也验证了本构模型的非线性与对时间的依赖性,进一步说明本构模型的可靠性与合理性。     

浮法玻璃退火过程中玻璃带内的温度场和应力松弛

本文建立了浮法玻璃退火过程中玻璃带内温度场的数值计算与制图方法，并得出了玻璃带厚度方向温度分布随时间的变化关系。本文还做了玻璃应力松弛试验，结果表明，采用RD2-3型改进应力松弛试验机是可靠的。     

物理松弛对硫化的天然橡胶化学应力松弛的影响

本文用在溶胀和干燥状态下制备的网络结构试样研究了物理松弛对化学应力松弛的影响。溶液状态下硫化的试样其应力松弛行为明显地不同于常规法的试样。观察两类试样链断裂数也有相同的结果。另一方面,用溶胀法测得的常规法交联的试样的链断裂数与用化学应力松弛测得的溶液状态下硫化的试样的结果非常一致。研究发现在平衡溶胀中,由链缠结引起的物理松弛只有很小或没有影响,而因链断裂形成的悬挂着的侧链则无影响。由溶胀法测定的网络链密度的相对变化也与由溶胶分数测定的一致。这些结果表明溶胀法可用于测量化学流变过程中的降解程度。考虑到物理松弛对化学应力松驰的影响,我们根据实验提出了相对应力损失与相对网络链密度的一种新的关系。     

浮法玻璃在线测量的F-85型玻璃自动应力仪

一、前言浮法玻璃退火质量的检验比较有效的方法就是当玻璃从退火窑出来以后沿带宽方向测其应力的大小和分布。用这种方法测得的应力称为“平面应力。”该应力是由于沿玻璃带宽度方向温度分布不均匀造成的。测定平面应力的意义在于能及时地反应生产过程中玻璃带的退火质量,了解玻璃在退火窑中横向温度分布,对生产的趋势提出予告性的信息,为退火工艺制度的调节提供重要依据。浮法玻璃在线测量应力仪的应用对浮法玻璃退火质量检测有着重要意义。     

平板玻璃适宜的退火制度

引言玻璃退火,是为了减小冷却高于应变点的玻璃所产生的不希望存在的残余应力.冷却速度越慢,残余应力越小.因此,显然一种简单的减小应力的方法,就是减小冷却速度.但是,这样会增加退火时间,且需要更长的退火炉.在实践中,希望用短的退火炉而又得到具有小残余应力的玻璃.这只有通过合适的退火工艺才能达到.这些方法早在60年代,热粘弹性理论研究工作已经完成,     

普通工业玻璃退火与应力的几个问题：Ⅴ退火后玻璃中永久应力的近似计算

退火玻璃中的永久应力是由温差应力和结构应力两者叠加而成。在冷制品的重热退火工艺中冷却开始时所形成的温度梯度产生的温差应力和热制品直接退火过程中退火上限温度处因冷却速度突变造成温度梯度变化伴随而产生的温差应力在冷至退火下限温度过程中都不会完全松驰。因而能使均温后初始温度梯度消失时所产生的反向温差应力减小或增大。结构应力在热制品直接退火工艺中能得到充分发展而在冷制品重热退火工艺中发展却受到限制，这也将     

交联网络状态对CR硫化胶应力松弛的影响

研究了交联网络状态对氯丁橡胶(CR)硫化胶拉伸应力松弛的影响。结果表明，在不同应变速率和相同应变条件下，CR硫化胶瞬时网络状态不同；拉伸过程中，CR硫化胶应变速率越快，其拉伸应力变化率拐点出现越早；当应变为150%时，应变速率越快，应力松弛过程中交联网络粘性越大，可松弛分量越大；在承受外力时，交联网络接近分子链断裂极限状态，不可松弛分量接近；当应变为100%时，应变速率越快，拉伸应力松弛起始阶段参与抵抗外力的化学交联网络越接近极限值，不可松弛分量越大；当应变速率一定时，不同应变下抵抗外力的网络及网络参与度不同，松弛曲线随应变的增大向较大应力方向移动并呈现“准线性”粘弹行为。     

平板玻璃钢化有限元数值模拟

用非线性有限元分析方法,建立了玻璃的热粘弹性应力松弛数学模型、Narayanaswamy结构松弛数学模型以及热边界模型,对平板玻璃钢化过程进行三维仿真模拟,得到玻璃中心和边界区域的温度与应力的变化历史及分布.为优化设计平板玻璃钢化参数提供了依据,能缩短产品开发周期、降低成本并保证产品质量.     

应力松弛对PET/炭黑/碳纤维复合材料影响规律分析

将聚对苯二甲酸乙二酯(PET)作为基体材料与炭黑和短切碳纤维熔融混合制备了PET/炭黑/碳纤维复合材料,研究了复合材料的导电性能、拉伸荷载下的应力–应变、应力松弛以及应力松弛对复合材料的应变–电阻响应规律。结果表明,PET/炭黑/碳纤维复合材料的电阻率为1.6Ω·cm,具有良好的导电性能;在拉伸应变3.5×10–3范围内,PET/炭黑/碳纤维复合材料的应力–应变呈线性,弹性模量为380.6 MPa;拉伸荷载为50 N时保持材料变形恒定,5 min后材料的应力松弛为11.2%;PET/炭黑/碳纤维复合材料在2.5×10–3拉伸应变作用下,拉应变与瞬时电阻具有较好的相关性,随着应变增加,电阻增加,且重复性较好;保持拉应变恒定,0.5 h后材料的电阻小于瞬时电阻,应力松弛使复合材料内部的导电颗粒重新分布,导致了材料整体电阻的变化。     

有限变形下橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型

基于唯象学原理提出一种适用于橡胶材料在有限应变条件下的非线性高弹-粘弹性本构模型。该模型将应力拆分为两部分:基于Yeoh模型计算得到的高弹性应力和由Boltzmann叠加原理计算得到的带有率依赖性的粘弹性应力。该本构模型中具有应变依赖性的高弹性应力通过修正Zener模型中的非线性弹簧表示,具有时间及应变依赖性的粘弹性应力通过修正Zener模型中的非线性Maxwell模型表示。利用此本构模型模拟不同应变下的拉伸、回复、应力松弛及多步松弛的复杂加载过程,与试验结果的吻合性良好,说明该本构模型合理、可靠。     

EPDM闭孔发泡材料压缩应力松弛行为分析

闭孔发泡材料的应力松弛过程包含分子链段的应力松弛和因气体扩散而导致气体压力下降所引起的松弛两方面内容。本文根据菲克扩散定律,利用分离变量法和边界条件推出气体扩散对应力松弛的影响,在此基础上,结合未发泡材料应力松弛的研究成果,建立了闭孔发泡材料的应力松弛模型,采用该模型拟进一步研究EPDM橡胶发泡材料的应力松弛行为。     

大型液氨贮槽焊接残余应力的检测

在工程实际中,金属结构在焊接过程中受到各种因素的影响,其焊接残余应力的形成是相当复杂的,单纯依靠理论分析和计算,目前还有一定的困难。尽管目前对压力容器的制造,规定焊接成形后必须进行整体性退火处理,以消除残余应力。但是,由于近代工程上使用的压力容器体积越来越大,有的现场热处理条件不够理想,故有的压力容器     

EPDM发泡材料应力松弛行为的数值模拟

利用两种发泡加工工艺,在相同EPDM橡胶基本配方基础上调节发泡剂用量,制备出四种密度不同的发泡材料.通过单轴压缩实验得到了EPDM发泡材料的应力松弛数据,采用理论推演建立的四单元变参数Maxwell模型,模拟EPDM发泡材料的应力松弛行为,拟合结果表明不同发泡程度的橡胶基材,其应力松弛时间和表观松弛强度略有差别,而气体...