基于材料参数随机性的粘弹性结构振动特性分析

基于粘弹性材料的随机性对粘弹性结构的振动特性进行了分析，研究了模量模型的随机性对结构固有频率和模态损耗因子的影响，在模型的随机性中分别考察了常复数模型，Kelvin-Voigt模型和三参数标准流变学模型，结果表明，粘弹性材料参数的随机性对粘弹性结构的模态损耗因子的影响还是比较大的，因此，对粘弹性结构采取随机分析是非常必要的。     

变频变温条件粘弹材料参数化数学模型

采用分数导数模型并结合温频等效原理,提出了粘弹性材料的复模量、损耗因子与温度、频率关系的参数化数学模型——五参数Zener模型;结合DMA测试实验数据对模型参数进行了拟合,结果表明：该模型能够很好地反映粘弹性材料在变频、变温条件下的动态力学特性。     

定频变温下粘弹材料动力学特性数据拟合分析

本文研究了粘弹性阻尼材料的耗能机理和动态阻尼特性,采用分数导数模型,并与温频等效原理相结合,得到了粘弹性阻尼材料的复模量、损耗因子与温度关系的参数化数学模型;并结合粘弹性阻尼材料的DMA测试实验数据对模型参量进行了拟合。实验结果和误差分析表明拟合的数学模型能够准确反映粘弹性材料在定频率变温度条件下的动力学特性的变化情况。     

开尔文模型粘弹性Timoshenko梁的动力分析与应用

基于Kelvin模型张量形式本构关系导出粘弹性Timoshenko梁自由振动微分方程组,给出两端简支粘弹性梁的固有频率解析解。对粘弹性梁的振动特性进行了分析和比较。以此计算材料开尔文模型粘弹性阻尼系数,结果表明,该方法准确可靠。     

分数指数模型的热力学分析及其应用

本文论证了两种经典粘弹性固体模型的等价性并指出了其存在的问题。给出了热力学对分数指数模型 [1]参数的限制条件。计算与实验结果比较表明:因为该模型具有适当多的参数,采用同一组参数可以做到同时与同一材料的蠕变和松弛试验结果很好吻合;并能做到松弛模量和蠕变柔量的Stieltjes卷积近似等于单位阶跃函数;在很宽广的频率范围内能同时很好地模拟真实材料的存储模量和损耗模量。由于其计算速度快,能与大多数真实材料的性能实验结果相拟合,可以广泛应用于工程实际中的粘弹性静力和动力问题的计算。     

粘弹性阻尼器温频影响效应的计算模型及结构分析

本文根据粘弹性阻尼器的力学性能，提出了一种能够体现温度和频率影响的新计算模型-等效标准固体模型，然后通过对9050A材料和一加有粘弹性阻尼器的建筑结构进行实例分析，得出有关结论。     

分数导数粘弹性模型的矩形板的振动分析

利用分数阶Kevin粘弹性模型,建立矩形薄板的动力学方程,并利用拉普拉斯变换及其逆变换给出四边简支粘弹性薄板的解析解,并着重分析在常值荷载作用下,分数阶Kevin粘弹性模型的分数阶参数、粘性参数和模量参数对挠度的影响。结果表明,随着粘性参数和分数阶参数的增大,粘弹性板的挠度变小;随着模量参数增大,粘弹性板的挠度变大。     

分数算子描述的粘弹性材料的本构关系研究

从分数导数的定义出发,提出了在经典粘弹性模型理论中采用Abel粘壶取代传统牛顿粘壶的新观点.将有机硅高分子材料在MTS831.10材料试验机上进行动态力学行为试验,对试验结果分别用经典粘弹性模型和分数导数模型进行拟合.结果表明,分数导数Kelvin模型可以同时精确地拟合高分子材料的存储模量和损耗模量随频率变化的曲线,而且其形式简单、统一,在计算过程中需要调整的参数很少.     

静水压力对粘弹性功能梯度结构力学性能的影响研究

研究了静水压力对粘弹性功能梯度材料与结构的力学性能的影响.基于粘弹性材料Boltzmanna积分型本构关系式,推导了静水压力作用下粘弹性功能梯度材料的本构关系,并假设其蠕变模量在结构厚度方向上连续变化,组分材料的体积分数呈幂律分布;在此基础上,研究了静水压力引起的粘弹性功能梯度结构横截面材料属性分布、厚度、刚度及功能梯度结构弯曲、屈曲和振动特性的变化,给出了恒定静水压力作用下,不同体积分数指数的粘弹性功能梯度结构厚度与刚度随时间变化的曲线.计算结果表明,在静水压力作用下,粘弹性功能梯度结构的厚度和刚度都发生了变化,并最终导致其弯曲、屈曲和振动性能都发生了较大的变化.     

粘弹性阻尼器的计算模型

本文介绍了粘弹性阻尼器的构造与性能,以及目前普遍用于分析粘弹性阻尼器的五种计算模型,提出了一种能够体现温度和频率影响的新计算模型—等效标准固体模型,然后通过实例分析,得出有关结论。     

Experimental investigation of the dynamic behavior of frozen clay from the Beiluhe subgrade along the QTR

The dynamic behavior of frozen clay obtained from the Beiluhe permafrost subgrade along the Qinghai-Tibet Railway (QTR) was investigated through cryo-dynamic triaxial experiments. The effects of several key factors, including temperature, moisture content, frequency and confining pressure on the dynamic behavior, were analyzed. It was found that a hyperbolic model could describe the dynamic behavior of the frozen clay well. The maximum dynamic shear modulus of the frozen soil decreases as the temperature rises and as the confining pressure decreases; the reference shear strain magnitude decreases as the temperature and confining pressure increase and as the moisture content decreases; the maximum damping ratio increases as the temperature, frequency and confining pressure increase and as the moisture content decreases. There exists a critical moisture content (around 18%) that maximizes the dynamic shear modulus; at the critical frequency (about 6 Hz), the dynamic shear modulus is at its maximum, and the reference shear strain magnitude and the damping ratio attenuation exponent are at their respective minima. Moreover, functions were proposed to quantitatively describe the relationship between frozen clay dynamic parameters and various influencing factors.     

超材料混凝土单胞骨料的无阻尼自由振动特性研究

超材料概念的提出引起了功能混凝土的研究热潮,基于one-dimensional spring-mass system模型,以超材料混凝土单胞骨料为研究对象,在线弹性变形下,建立了单胞骨料的三维振动模型,模型中软涂层和砂浆均用弹簧等效代替,其等效长度和等效刚度被计算。对单胞骨料系统进行受力分析,由达朗贝尔原理导出了无阻尼自由振动的控制方程。设振动的复数解,代入方程,得到系统的固有频率。使用初始条件,获得振动解。用MATLAB软件编程进行算例分析,讨论初始条件、骨料内部尺寸及软涂层和砂浆的弹性模量等参数对固有频率和振动特性的影响。算例分析表明:固有频率随软涂层、砂浆弹性模量和振幅的增大而增大;软涂层弹性模量和振幅相同时,固有频率随软涂层厚度的增加而减小;初相位随软涂层、砂浆弹性模量增大而增大;骨料不同内部尺寸对振动有明显影响。这对超材料混凝土抵抗高频荷载和冲击荷载的研究有工程指导价值。     

聚酰胺非晶相弹性性质预测

聚合物基复合材料宏观有效力学性质的确定需要复合材料中各个组分的基本力学性质。采用基于拓扑的关联指数法对11种典型聚酰胺非结晶相的体积模量、泊松比、杨氏模量、剪切模量等弹性性能进行了预测。结果表明,当温度从1K逐步增加到(Tg-20)K时,体积模量、杨氏模量和剪切模量随温度的增加呈指数规律减小;而泊松比则呈线性增加。当温度在玻璃化温度Tg附近(Tg-20)相似文献   

塑料合金关于温度-频率-振幅的本构模型

以经典Kelvin分数导数理论为基础,建立新型BTG塑料合金的改进Kelvin分数导数动态本构模型,该模型综合描述了温度、频率和振幅与BTG塑料合金模量的关系.通过动态热分析仪DMA242,获取了BTG塑料合金几个温度下,振幅恒为30μm时的频率扫描和几个频率下的恒温幅值扫描的动态存储模量和损耗模量实验数据.首先分析频...     

高聚物材料动态模量测量与分析

高聚物材料具有良好的阻尼结构特性,因此在减振降噪中发挥很大作用。高聚物材料的模量是复数,并且随着系统的频率和环境温度呈非线性变化。将某高聚物材料在动态热机械分析仪上进行动态力学行为实验,并对实验结果采用分数导数维模型进行拟合。结果表明,分数导数维Maxwell模型可以同时精确的拟合高聚物材料的存储模量和损耗模量随频率变化的曲线,而且其形式简单,统一,计算所需参数较少,研究结果为实际应用提供了参考依据。     

粘弹性耗能器的性能与结构减振试验研究

根据土木结构的特点和要求,选用三种国产粘弹性材料制作相应的耗能器,分别进行了变频、变温、变应变、常温与低温疲劳及极限变形等耗能器性能试验,并选用ＺＮ－２２型粘弹性材料制作的耗能器进行了结构减振模拟地震振动台试验。研究了这些材料的主要性能指标——剪切贮能模量、耗能因子的变化规律,分析了频率、温度、应变和疲劳效应等因素对粘弹性材料性能参数的影响,分析了结构减振试验的效果。在此基础上,提出了粘弹性耗能器设计和制作的一些要求以及国产粘弹性材料用于土木结构减振时进一步改性的目标。     

粘弹性材料本构模型的研究

介绍了近年来建立粘弹性材料本构模型的方法。目前主要有两种方法:利用现有本构模型;对粘弹性材料进行试验研究,拟合实验曲线。     

剪切模量沿深度按指数规律增大的场地土的地震放大效应

采用一维波动模型分析基岩上、受竖直向上传播的稳态剪切地震波激振下剪切模量沿深度按指数规律增长的场地土的横向自由振动问题,求得位移的闭合解,并由该解得到反映地震放大效应的场地的放大系数。通过对此类场地土的算例分析,讨论了剪切模量沿深度按指数规律增长的场地土的地震放大效应,并从讨论中总结了场地土土质特性、基岩与场地土底面之间的阻抗比及振动频率对地震放大效应的影响规律,同时验证了广泛使用的场地卓越周期简化估算公式仍可应用于剪切模量沿深度非线性变化的场地土。     

基于ABAQUS圆柱壳减振装置振动特性研究

目的研究圆柱壳减振装置在货物包装中的振动特性。方法利用有限元软件ABAQUS对圆柱壳减振装置的材料属性进行精确建模,使用模态分析方法得到圆柱壳减振装置在径向、横向和周向的模态振型云图,以及所对应的固有频率,在此基础上研究减振装置材料的弹性模量和货物重力对减振装置振动特性的影响。结果减振装置的自振频率随着材料弹性模量和货物重力的增加而显著提高,结合具体实例将减振装置在无重力挤压下的最低自振频率由原先的11.25 Hz提高到19.51 Hz,在重力挤压下由19.51 Hz提高到31.24 Hz,避免了共振的发生。结论通过改变减振装置材料的弹性模量可以有效避开外部激励源的谐振载荷频率范围。     

水泥-沥青胶凝材料动态力学行为的初步研究

研究了不同沥青含量（A/C）的水泥-沥青复合胶凝材料7d龄期的动态黏弹性力学行为。选择3种温度环境（？25℃、25℃和75℃）,采用动态黏弹谱仪测试了3种不同A/C的水泥-沥青胶凝材料（简称为CAB）在频率范围0.1Hz~100Hz的动态力学性能,获得了不同温度下储存模量、损耗模量及损耗角随加载频率变化的基本规律。基于...