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不同变形条件下锰铜合金的应力松弛特性及数值仿真
1
作者 熊亚军 刘艳 袁贤浦 《电子科技》 2024年第8期47-53,共7页
计算机运算能力的提升为有限元仿真分析提供支撑,可更高效地求解较复杂的结构及非线性问题。文中基于有限元仿真分析技术,针对锰铜合金复杂的力学特性进行仿真计算,分别采用Prony级数本构模型和并联流变本构模型对锰铜合金进行不同变形... 计算机运算能力的提升为有限元仿真分析提供支撑,可更高效地求解较复杂的结构及非线性问题。文中基于有限元仿真分析技术,针对锰铜合金复杂的力学特性进行仿真计算,分别采用Prony级数本构模型和并联流变本构模型对锰铜合金进行不同变形条件下的应力松弛实验仿真。通过提取应力松弛实验数据将其转化为相应模型参数并进行有限元仿真计算,获得可准确描述锰铜合金非线性力学特性的仿真模型参数。通过对比仿真和实验结果可知,并联流变模型能够更加准确地表征锰铜合金的应力松弛行为,在不同初始应变条件下,仿真结果和相应工况下的实验结果相对误差小于1%。并联流变模型比Prony级数模型更适用于锰铜合金在复杂工况下的仿真计算。 展开更多
关键词 锰铜合金 黏弹性 非线性 并联流变模型 Prony级数 有限元 应力松弛 仿真
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基于并行流变框架HTPB推进剂本构模型研究 被引量：4
2
作者 徐一航 李道奎 +1 位作者 周仕明 申志彬 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期398-405,共8页
基于并行流变框架提出了一种能够表征HTPB推进剂材料非线性变形行为的本构模型。基于Yeoh超弹性模型和Boyce流变模型建立了两节点HTPB推进剂本构模型;开展了HTPB推进剂定速单轴拉伸实验和松弛实验,利用单轴拉伸实验数据获取了本构模型参... 基于并行流变框架提出了一种能够表征HTPB推进剂材料非线性变形行为的本构模型。基于Yeoh超弹性模型和Boyce流变模型建立了两节点HTPB推进剂本构模型;开展了HTPB推进剂定速单轴拉伸实验和松弛实验,利用单轴拉伸实验数据获取了本构模型参数,并对材料松弛行为进行了理论计算,结果表明,模型计算结果与和实验数据一致性超过90%。应用三维有限元法,采用本文模型、基于Prony级数的线性黏弹性模型和工程中使用的线弹性模型对拉伸实验和松弛实验进行了仿真分析,结果表明,在拉伸实验中当应变小于10%时三者一致性较好,大于10%时,所提本构模型可准确预示材料的变形行为,在松弛实验中本模型计算结果与实验数据一致性远高于基于Prony级数的线性黏弹性模型。理论分析和三维有限元仿真结果均表明,所建立的本构模型可以准确捕捉HTPB推进剂材料的非线性行为,可用于固体火箭发动机推进剂结构预示分析。 展开更多
关键词 HTPB推进剂 并行流变框架 单轴拉伸 应力松弛 Prony级数
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基于Yeoh-Boyce本构模型的HTPB推进剂药柱结构完整性分析
3
作者 徐一航 李道奎 +1 位作者 周仕明 申志彬 《固体火箭技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期681-694,共14页
针对精确描述不同工况下固体火箭发动机药柱结构完整性的需求,基于并行流变框架理论(Yeoh-Boyce)提出了一种能表征HTPB推进剂力学性能变化的非线性本构模型。首先开展了非线性本构模型对不同温度、速率和压力条件下推进剂力学性能的预... 针对精确描述不同工况下固体火箭发动机药柱结构完整性的需求,基于并行流变框架理论(Yeoh-Boyce)提出了一种能表征HTPB推进剂力学性能变化的非线性本构模型。首先开展了非线性本构模型对不同温度、速率和压力条件下推进剂力学性能的预示能力分析,进而基于所构建推进剂非线性本构模型重点对固化降温后点火增压的固体火箭发动机药柱结构完整性进行分析,并将所得计算结果与工程常用Prony级数线粘弹性本构模型计算结果对比,得到了非线性本构模型与Prony级数线粘弹性本构模型两种模型下的固体火箭发动机药柱工作安全系数。结果表明,所提本构模型对推进剂力学性能预示结果与实验数据符合较好,并且使用Von Mises应变为药柱失效准则时,非线性本构模型计算固化降温后点火增压的固体火箭发动机药柱工作安全系数为1.35,Prony级数线粘弹性本构模型计算结果为1.75。以上结果表明,非线性本构模型计算所得工作安全系数远小于Prony级数线粘弹性本构模型计算结果。 展开更多
关键词 HTPB推进剂 并行流变框架 结构完整性 Prony级数
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锰铜阻尼合金的非线性力学特性特征参数确定方法
4
作者 张斌 张凌翔 +1 位作者 刘艳 熊亚军 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第3期75-81,共7页
锰铜阻尼合金非线性力学特性的特征变化规律已被广泛研究,但如何通过仿真准确描述其非线性力学行为,并对由其制成的结构件进行设计与优化,是对其进行工程应用研究的前提与关键。基于超弹性模型和并联流变模型(Parallel Rheological Fram... 锰铜阻尼合金非线性力学特性的特征变化规律已被广泛研究,但如何通过仿真准确描述其非线性力学行为,并对由其制成的结构件进行设计与优化,是对其进行工程应用研究的前提与关键。基于超弹性模型和并联流变模型(Parallel Rheological Framework,PRF),描述一种典型孪晶型阻尼合金材料的非线性力学特性,重点讨论由单轴拉伸试验和动态机械分析(Dynamic Mechanical Analysis,DMA)试验确定PRF模型特征参数的方法:通过拟合单轴拉伸试验数据得到超弹性模型参数;基于多应变DMA三点弯曲频率扫描实验,通过实验数据拟合得到线性黏弹性Prony级数模型,通过PRF模型进行参数转换,将线性黏弹性模型参数转化为非线性PRF模型初始参数;结合超弹性模型,采用Isight软件对PRF模型参数进行优化,确定锰铜阻尼合金的非线性力学特性特征参数;最后,在Ω型锰铜阻尼合金支座的顶部施加竖向扫频激励,通过扫频试验数据和仿真计算结果对比,验证该锰铜阻尼合金材料的非线性力学模型在实际仿真应用中的可靠性。结果表明,PRF模型可较好模拟锰铜阻尼合金非线性动态力学行为,为锰铜阻尼合金结构设计提供更高精度的仿真结果。 展开更多
关键词 振动与波 锰铜阻尼合金 应变幅值相关性 非线性 有限元仿真 并联流变模型
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