VPF粘性介质粘弹性本构关系研究

为研究粘性介质的力学性能对板材变形的影响,通过剪切蠕变-回复和松弛试验分析了甲基乙烯基粘性介质的流变性能.实验结果表明粘性介质可以简化为线性粘弹性材料.建立了粘性介质的积分型粘弹性本构方程,并结合剪切蠕变-回复过程的有限元分析确定了方程中的材料参数.利用该本构方程对粘性介质压力胀形过程进行了有限元分析,模拟结果与试验结果对比表明,所建立的本构方程可以较好的预测板材的变形过程.     

粘着应力拉伸过程数值模拟及粘着应力模型

为了精确计算粘性介质压力成形过程中粘性介质/板材界面粘性附着作用,分析了压力、剪切速率、温度等因素对粘着应力的影响,提出了粘着应力计算模型.将提出的粘着应力模型引入有限元分析软件中,对粘着应力拉伸过程进行了数值模拟,并将计算结果与试验结果进行对比,验证提出模型的可靠性.结果表明:采用建立的模型预测的试样伸长量及应变分布与实验测量结果具有较好的一致性.说明建立的粘着应力模型可以准确反映板材/粘性介质界面粘着应力大小,为精确模拟粘性介质压力成形过程提供了模型.     

率相关饱和多孔介质动力响应的数值分析

在基于混合物理论的多孔介质模型的基础上,将固体相视为弹粘塑性体,建立了饱和多孔介质的弹粘塑性模型。模型的基本思想是在无粘弹塑性本构关系中引入-时间参数,使固体骨架具备了粘性效应。利用Galerkin加权残值法推导得到了罚有限元格式,并采用Newmark预估校正法求解率相关饱和多孔介质的非线性有限元动力方程,此算法可以很...     

板料粘性介质胀形、聚氨酯以及钢凸模胀形的实验研究

采用胀形实验,对比研究了3种不同粘性介质胀形、粘性介质与聚氨酯及钢凸模胀形,以及在不同反向压力下粘性介质胀形对板料成形性能的影响.结果表明,采用粘性介质作为成形过程软凸模比聚氨酯和钢凸模具有较低的厚度减薄量和更均匀的壁厚分布,因此更能提高板料的成形性.     

一种植物纤维发泡材料的静态力学性能研究

目的研究某植物纤维发泡材料的力学性能,建立粘弹塑性力学模型。方法用万能材料试验机进行静态压缩实验,得到该植物纤维发泡材料的应力-应变曲线,并建立其力学模型,用SPSS软件对实验数据回归分析和参数识别,最后对比分析模型曲线与实验数据的吻合度。结果该植物纤维发泡材料变形有3个阶段,即弹性阶段、粘塑性阶段和压溃阶段。该植物纤维发泡材料的粘弹塑性模型可由1个线性弹簧元件、1个非线性弹簧元件、1个粘性元件和1个塑性元件组合而成。在弹性阶段,该植物纤维发泡材料的弹性模量参数为5.873 MPa;在粘塑性阶段,该植物纤维发泡材料的力学模型可用三次函数来表示,三次项、二次项、一次项和常数项的参数分别为9.155,-9.1,3.608,0.136。结论该植物纤维发泡材料是一种粘弹塑性材料,其理论模型可用三次函数表示,实验数据与理论模型吻合度高。     

有反向压力粘性介质胀形铝、钛合金板实验研究

粘性介质压力成形是一种新发展起来的板金软模成形工艺,其对板料成形性能的影响可以通过胀形实验来检测和评价.文中采用一种具有应变速率敏感性的半固态粘性物质作为传力介质,采用胀形实验研究了在有、无施加反向压力的情况下,铝和钛合金板料的成形形状特征与应变分布.结果表明,粘性介质压力成形,尤其是存在反向压力时可提高板料的成形性能.     

单向复合材料弹塑性变形行为的研究

本文利用微观力学方法研究了单向连续纤维增强的金属基复合材料的弹塑性变形行为。纤维是线弹性材料,基体是弹性一粘塑性各向同性材料。在复合材料的纵向拉伸、横向拉伸和纵向剪切变形状态下,预测了复合材料的弹性模量和初始屈服应力值,并考虑了应变率对弹塑性变形行为的影响。以硼/铝复合材料为例,进行了数值分析,预测结果与实验值符合较好。      

考虑被加工材料动态特性的切削动力学理论

本文考虑了率敏感材料动力特性对切削振动的影响.指出刀尖周围高应变率变形金属是典型的粘塑性介质,因而是影响切削振动的重要阻尼源.运用材料的粘塑性本构方程建立了新的切削动力学模型及其传递函数,并给出了材料粘性系数表达式.     

粘弹塑性理论在混凝土变形中的应用

首先文章介绍了粘弹塑性统一本构模型的基本方程,根据混凝土的特点对统一本构模型进行了简化,简化后的模型对混凝土的无损伤段的变形模拟,取得了满意的结果。之后应用粘弹塑性统一本构模型对混凝土进行跳跃实验预测,同样获得了预期效果,证明粘弹塑性统一本构模型在混凝土的变形预测中的应用是成功的。     

沥青砂混合料粘弹塑力学特性研究

在0.1MPa、0.15MPa、0.2MPa、0.25MPa和0.3MPa下进行了沥青砂试样单轴压缩和蠕变实验,分析了其压缩和蠕变性质,根据变形机理提出了粘弹塑本构模型可由粘弹性和粘塑性的两个子模型串联构成,通过对粘塑性子模型中粘性系数进行改进,理论推导了模型蠕变本构方程,确定了模型参数,并求得模型参数与加载应力函数关系。进行模型预测与实验结果对比,结果表明:该模型能够描述沥青砂试样在不同应力下蠕变变形的3个阶段,反映了沥青砂混合料粘弹塑变形特点。     

Constitutive relationships for anisotropic viscous materials

Constitutive relationships for anisotropic materials are considered to describe the viscous flow of fiber-reinforced, thermoplastic composites during forming. The fully anisotropic and the orthotropic cases are first presented. The special case of a transversely isotropic viscous material, which is of particular interest to the deformation of assemblies of oriented fibers suspended in a viscous fluid, is then investigated and the correspondence between two approaches found in the literature on the subject is established.     

Experimental measurement and predictive modelling of bending behaviour for viscous unidirectional composite materials

It is widely accepted that the key deformation mechanisms during forming of viscous textile composite (prepreg) sheets are in-plane shear and out-of-plane bending. This paper focuses on the bending deformation mechanism, including experimental characterisation and theoretical modelling of bending behaviour during viscous composite forming. Experimental measurements are obtained by means of a large-displacement buckling test at a variety of displacement rates and temperatures. Some important aspects, such as viscoelastic behaviour, are also investigated. A bending model based on elastic theory combined with uniaxial continuum theory for ideal fibre-reinforced fluids for viscous shear deformation has been developed, using material parameters obtained from industrial manufacturers as input data, such as composite geometry, fibre properties, fibre volume fraction and matrix rheology. Model predictions demonstrate that the model can capture the main characteristics of material properties, such as rate dependence. This bending model can be used in formability analysis for viscous unidirectional composite materials, and might be applied in a finite element forming simulation to account for the bending stiffness.     

基于VPF工艺的铝合金覆盖件回弹研究

为了研究VPF工艺对铝合金覆盖件成形过程中回弹的影响,对VPF工艺成形过程中铝合金双曲率覆盖件的回弹特征进行了数值模拟和实验研究,并且与传统刚模成形零件的回弹特征进行了对比.研究结果表明:VPF工艺成形的铝合金双曲率覆盖件的回弹过程中同时存在正、负回弹现象,而传统刚模成形的零件回弹过程中只存在正回弹,并且VPF工艺成形的铝合金双曲率覆盖件大部分区域的回弹量小于传统刚模成形的零件;随着成形深度的增加,VPF工艺成形的铝合金双曲率覆盖件正回弹降低,负回弹量增加.     

Analysis of superplastic metal forming by a finite element method

A finite element velocity method for analysing the superplastic sheet metal forming process is presented. This method is developed from the principle of virtual work and is based on the use of isoparametric continuum elements. The large inelastic deformation of the superplastic material is modelled as the behaviour of an incompressible non-linear viscous flow material. The contact and friction problem is solved by using the compatibility load step method, which is an extension of an earlier work. The finite element method is applied to selected problems to illustrate the applicability of the solution procedure.     

反向压力对板材粘性介质压力胀形的影响研究

为研究带有反向压力粘性介质压力胀形过程中接触条件对板材成形性的影响规律,利用DEFORMTM-2D结合韧性断裂准则对覆层板粘性介质压力胀形过程进行有限元分析.结果表明:接触表面无摩擦单纯依靠反向压力能够提高板材成形极限,随着接触表面摩擦系数增大,板材壁厚分布愈均匀,板材的破裂位置由试件顶端转移到凹模圆角处,板材成形极限显著提高.因此,在三维应力状态下有效控制板材所受法向压力和界面摩擦力可以提高板材成形性.     

金属橡胶材料的动态力学模型

提出了用等效粘性阻尼理论和试验相结合，建立金属橡胶材料动态力学模型的一种新方法，用此方法，把金属橡胶材料的阻尼耗能机理等效为粘性阻尼，金属橡胶的恢复力由高阶非线性多项式和等效的粘性阻尼力叠加而成、模型中考虑了振幅和频率的影响，参数可通过试验数据辨识出来．用所建模型可以重新构造其它振幅和频率下的恢复力与位移的滞后曲线，得到了金属橡胶材料阻尼特性在振幅和频率影响下的变化规律．     

小型粘性物料混合输送机构设计

目的为了实现2种管装粘性物料的均匀混合、计量和输送,设计一种混拌输送机械装置。方法利用滚动螺旋中螺杆和螺母的配合,以及直线导轨来控制螺母的运动方向,以进行运动传递,实现推盘的直线运动,从而对管装粘性物料进行推送。利用搅拌杆的转动带动挤出头内的搅拌桨对物料进行搅拌。将混合的物料精确计量后,推送并注入终端容器中。控制系统以AT89S52单片机为核心,对推送电机和搅拌电机进行直流PWM调速。结果对管装2种粘稠物料进行推送、搅拌,实现了均匀混合并推送灌输的功能。针对不同物料性质,混拌和灌装速度易于控制、灵活可调。结论小型粘性物料混合搅拌机构结构紧凑、工作稳定、调节方便、适应能力强,丰富了混合灌装机产品。