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一种采用分数阶导数的新流变模型理论 被引量：44
1
作者 张为民 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 2001年第1期30-36,共7页
提出了一种采用分数阶导数的新流变模型理论 ,它将分数微积分理论和经典模型理论的方法统一起来 ,使得模型的物理概念更明确 .使已有分散的分数阶导数模型工作系统化 ,使问题的解法系统化 .它克服了经典模型理论与实验结果吻合不好的严... 提出了一种采用分数阶导数的新流变模型理论 ,它将分数微积分理论和经典模型理论的方法统一起来 ,使得模型的物理概念更明确 .使已有分散的分数阶导数模型工作系统化 ,使问题的解法系统化 .它克服了经典模型理论与实验结果吻合不好的严重缺点 ,仅采用很少几个元件组合就可获得很好的效果 .利用这种模型理论 ,可望构造出各种与实验结果吻合得很好的新固体和流体模型 .这种新模型理论可以满意地描述物体的瞬时弹性、延迟弹性、粘性流、塑性等性能 . 展开更多
关键词 分数阶导数 流变模型理论 本构方程 松驰模量 蠕变模量 分数微积分理论 Abel模型
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松弛模量与蠕变柔量的实用表达式 被引量：34
2
作者 张为民 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 1999年第3期26-28,共3页
提出了在应用非线性粘弹性本构理论中弹性回复对应原理所需要的松弛模量与蠕变柔量的一般实用表达式．与已有模型的表达式相比，该式具有能与实验结果吻合很好、简单实用、计算速度快的优点．
关键词 松弛模量 蠕变柔量 粘弹性本构理论 非线性
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关于黏弹性材料的广义Maxwell模型 被引量：29
3
作者 帅词俊 段吉安 王炯 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期565-569,共5页
采用流变力学分析黏弹性材料的流变特性时,常要用到广义Maxwell模型表达的应力松弛模量．而从试验中获得的应力松弛模量,其表达式常为Kohlrausch—William—Watts function(KWW函数)形式．通过把 KWW函数和广义Maxwell模型的拟合问题转... 采用流变力学分析黏弹性材料的流变特性时,常要用到广义Maxwell模型表达的应力松弛模量．而从试验中获得的应力松弛模量,其表达式常为Kohlrausch—William—Watts function(KWW函数)形式．通过把 KWW函数和广义Maxwell模型的拟合问题转化为两矩阵相等的求解问题后,又把两矩阵的相等等价于两矩阵差值向量的一阶范数为无穷小的问题,并通过引入广义逆矩阵,求得两矩阵差值向量的一阶范数的最小值,最后以一阶范数的最小值为目标函数,松弛时间为约束条件,利用单纯形法对两矩阵差值向量的一阶范数的最小值优化,从而提出了一种针对黏弹材料的KWW函数与广义Maxwell模型转换的计算方法．借助于 MATLAB软件,实现了对黏弹材料的广义Maxwell模型的拟合． 展开更多
关键词 黏弹材料 松弛模量 Maxwell模型 参数拟合 KWW函数
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Burgers模型的参数获取方法 被引量：18
4
作者 蒙上阳 唐国金 +1 位作者 雷勇军 张海联 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期27-29,45,共4页
根据松弛模量和蠕变柔量的卷积关系,导出了Burgers模型参数———弹性模量Ke、主蠕变模量KP、主蠕变阻尼CP和次蠕变阻尼CS与松弛模量的关系,这种关系对利用MSC/NAS TRAN软件进行粘弹性和蠕变分析是必须的。针对某固体导弹发动机在固化... 根据松弛模量和蠕变柔量的卷积关系,导出了Burgers模型参数———弹性模量Ke、主蠕变模量KP、主蠕变阻尼CP和次蠕变阻尼CS与松弛模量的关系,这种关系对利用MSC/NAS TRAN软件进行粘弹性和蠕变分析是必须的。针对某固体导弹发动机在固化降温和点火增压时,分别用Burgers模型和Prony级数形式表征药柱的力学特性,计算了发动机危险点的Von Misses应变变化规律,两结果吻合较好。 展开更多
关键词 BURGERS模型 松弛模量 蠕变柔量 有限元法 固体推进剂发动机 导弹
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复合固体推进剂松弛模量的获取方法 被引量：17
5
作者 许进升 鞠玉涛 +1 位作者 郑健 韩波 《火炸药学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期58-62,共5页
采用传统方法、Joonas方法以及基于Prony级数的数据拟合法分别研究了HTPB复合固体推进剂的松弛模量,并以Prony级数形式表示。利用线黏弹性理论,得到哑铃型试件应力松弛实验和等速率拉伸实验的应力响应理论值,并与实验结果进行对比。结... 采用传统方法、Joonas方法以及基于Prony级数的数据拟合法分别研究了HTPB复合固体推进剂的松弛模量,并以Prony级数形式表示。利用线黏弹性理论,得到哑铃型试件应力松弛实验和等速率拉伸实验的应力响应理论值,并与实验结果进行对比。结果表明,传统方法由于忽视了应变加载阶段,弹性模量小于实验值,Joonas方法需要计算出应力的变化速率,数据处理比较繁琐;而基于Prony级数的数据拟合法得到的松弛模量,不仅精确度较高,且数据处理方便,是获取复合固体推进剂松弛模量较好的方法。 展开更多
关键词 材料科学 复合固体推进剂 松弛模量 松弛实验 线黏弹性
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利用沥青混合料复数模量确定松弛模量研究 被引量：15
6
作者 赵延庆 唐积民 白龙 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期498-502,共5页
利用沥青混合料(Superpave 20)在不同温度和频率下的复数模量试验结果,得到沥青混合料的存储模量.根据时间-温度等效原理,确定了沥青混合料存储模量主曲线.利用配置法和相关的黏弹性理论关系式,将沥青混合料的存储模量转化为沥青混合料... 利用沥青混合料(Superpave 20)在不同温度和频率下的复数模量试验结果,得到沥青混合料的存储模量.根据时间-温度等效原理,确定了沥青混合料存储模量主曲线.利用配置法和相关的黏弹性理论关系式,将沥青混合料的存储模量转化为沥青混合料的松弛模量,并确定了松弛模量Prony系列表达式的各个参数.结果表明:利用较为简单的复数模量试验可以确定沥青混合料在10-8～108 s内的松弛模量,且松弛模量Prony系列表达式具有幂指数组合形式并对应于Wiechert力学模型,这为沥青混合料黏弹性力学分析提供了有效途径. 展开更多
关键词 复数模量 松弛模量 配置法 Prony系列
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纤维增强复合材料黏弹性行为的预测模型 被引量：15
7
作者 任超 陈建钧 潘红良 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期162-168,共7页
根据标准线性固体模型构造了一种预测纤维增强复合材料黏弹性行为的模型,推导出该模型的本构方程与松弛模量和蠕变柔量表达式,该模型经有限元仿真验证具有较高的精度。利用该模型研究了纤维几何特性对蠕变柔量和松弛模量的影响。结果表... 根据标准线性固体模型构造了一种预测纤维增强复合材料黏弹性行为的模型,推导出该模型的本构方程与松弛模量和蠕变柔量表达式,该模型经有限元仿真验证具有较高的精度。利用该模型研究了纤维几何特性对蠕变柔量和松弛模量的影响。结果表明,复合材料蠕变柔量与纤维比长度呈线性关系,而当纤维比半径增大到临界值后,其变化对材料的松弛模量和蠕变柔量影响减小,该临界值随纤维弹性模量的增大而减小;当纤维模量与基体模量相差较大时,复合材料的增强系数和减柔系数几乎不受时间变化的影响。 展开更多
关键词 黏弹性 纤维增强复合材料 标准线性固体模型 蠕变柔量 松弛模量
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分数指数模型的热力学分析及其应用 被引量：10
8
作者 张为民 张淳源 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第2期95-99,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 热力学分析 粘弹性固体 流变模型 分数指数模型 松弛模量 真实材料 粘弹性静力问题
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固体物料应力松弛特性的研究 被引量：8
9
作者 张洪霞 《桂林电子工业学院学报》 2003年第3期85-88,共4页
通过萝卜的应力松弛试验,得出萝卜在不同加载速率、不同方向取样时的流变学参数:松弛应力、松弛模量和松弛时间,从而得出应力松弛曲线。其松弛模量随加载速率的增大而减小,径向取样时这种变化比轴向更为明显。在同一加载速率下,轴向试... 通过萝卜的应力松弛试验,得出萝卜在不同加载速率、不同方向取样时的流变学参数:松弛应力、松弛模量和松弛时间,从而得出应力松弛曲线。其松弛模量随加载速率的增大而减小,径向取样时这种变化比轴向更为明显。在同一加载速率下,轴向试样比径向试样松弛时间短。因此建立用四单元Maxwell模型来描述萝卜的应力松弛现象,为机械设计及鉴定品种质量提供了理论依据,为预测机械损伤、提高产品质量、探索新的控制方法和判断依据提供最佳参数。 展开更多
关键词 固体物料 应力松弛 松弛时间 松弛模量 应力松弛曲线
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基于细观颗粒夹杂模型的复合固体推进剂松弛模量预测 被引量：13
10
作者 张建伟 职世君 孙冰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2370-2375,共6页
为更准确地预测不同固体颗粒体积分数的复合固体推进剂的松弛模量,采用了分子动力学方法对不同体积分数的复合固体推进剂细观模型进行建模.根据有限元理论及细观力学均匀化方法,计算在定应变工况下复合固体推进剂细观模型的平均应力随... 为更准确地预测不同固体颗粒体积分数的复合固体推进剂的松弛模量,采用了分子动力学方法对不同体积分数的复合固体推进剂细观模型进行建模.根据有限元理论及细观力学均匀化方法,计算在定应变工况下复合固体推进剂细观模型的平均应力随时间的变化,从而有效地预测复合固体推进剂的松弛模量.该方法有效地体现了随填充颗粒体积分数的增大,复合固体推进剂瞬时模量逐渐增大的变化规律及颗粒随机分布对复合固体推进剂瞬时模量的影响.将其应用到复合固体推进剂的设计过程中,可有效降低设计成本,缩短设计周期. 展开更多
关键词 复合固体推进剂 细观力学 松弛模量 有限元方法 均匀化方法 黏弹性材料
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输送带的粘弹力学特性 被引量：11
11
作者 周广林 陈健 +1 位作者 罗凤利 高志刚 《煤矿机械》 北大核心 2001年第12期22-24,共3页
讨论了输送带的几种粘弹性模型的本构方程及其特点 ,通过松弛模量及蠕变柔量 ,分析了几种模型的适用范围 ,并分别按输送带平稳运行和考虑输送带运行时存在振动两种情况 。
关键词 输送带 粘弹性能 松驰模量 蠕变柔量 振动
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沥青混合料蠕变柔量转换为松弛模量的研究 被引量：12
12
作者 黄文柯 张丽娟 +1 位作者 张肖宁 邵申申 《交通科学与工程》 2015年第3期7-12,共6页
利用不同荷载水平下AC-13C沥青混合料单轴压缩蠕变试验的拟合结果,根据推导的蠕变柔量与松弛模量之间的转换关系,运用配置法和最小二乘法,得到了松弛模量Prony级数表达式的有关参数。计算结果表明:基于实现容易和操作方便的蠕变试验,避... 利用不同荷载水平下AC-13C沥青混合料单轴压缩蠕变试验的拟合结果,根据推导的蠕变柔量与松弛模量之间的转换关系,运用配置法和最小二乘法,得到了松弛模量Prony级数表达式的有关参数。计算结果表明:基于实现容易和操作方便的蠕变试验,避免了误差较大的松弛试验。通过粘弹性参数之间的相互转换关系,得到了沥青混合料松弛模量曲线,并比较了2种方法计算的松弛模量曲线相似度。为沥青混合料粘弹特性的进一步分析提供了有效方法。 展开更多
关键词 Prony级数 松弛模量 蠕变柔量 转换
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松弛参数的计算机识别 被引量：7
13
作者 雷得天 于松林 +1 位作者 马小愚 张展 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期107-110,共4页
报道了松弛曲线各参数的识别理论。
关键词 松弛 松弛模量 松弛时间 流变学 计算机识别
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一种新的聚合物基复合材料应力松弛经验模型 被引量：10
14
作者 梁娜 朱四荣 陈建中 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2205-2210,共6页
视黏弹性元件弹簧和粘壶的特性参数为时间的函数,建立双变参Maxwell模型,求解其本构方程及松弛函数,探讨了其松弛函数与经验KWW函数的关系,提出了一种新的应力松弛经验模型。运用最小二乘原理,建立该模型参数的确定方法。开展了玻璃纤... 视黏弹性元件弹簧和粘壶的特性参数为时间的函数,建立双变参Maxwell模型,求解其本构方程及松弛函数,探讨了其松弛函数与经验KWW函数的关系,提出了一种新的应力松弛经验模型。运用最小二乘原理,建立该模型参数的确定方法。开展了玻璃纤维增强聚合物(GFRP)复合材料的长期应力松弛实验,并通过实验数据的分析验证了该模型的正确性。研究表明,新应力松弛经验模型拟合曲线与实测曲线吻合较好,相关系数达到96%以上,说明了该模型适合描述GFRP复合材料的黏弹性松弛特性。 展开更多
关键词 聚合物基复合材料 松弛模量 经验函数 变参数Maxwell模型 GFRP管
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复合材料轴瓦的力学性能研究 被引量：5
15
作者 徐华 吕长春 朱均 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期55-59,共5页
通过对由聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）塑料和青铜丝弹簧所组成的复合材料轴瓦的性能进行实验测量和理论分析，建立了反映复合材料轴瓦的应力与应变关系的材料松弛模量矩阵，分析了普通ＰＴＦＥ塑料与用作轴瓦材料的ＰＴＦＥ的差别，得出了Ｐ... 通过对由聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）塑料和青铜丝弹簧所组成的复合材料轴瓦的性能进行实验测量和理论分析，建立了反映复合材料轴瓦的应力与应变关系的材料松弛模量矩阵，分析了普通ＰＴＦＥ塑料与用作轴瓦材料的ＰＴＦＥ的差别，得出了ＰＴＦＥ塑料与青铜丝复合层的蠕变及柔量矩阵。 展开更多
关键词 复合材料 推力轴承 松弛模量 轴瓦 力学性能
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蠕变试验下固体推进剂泊松比研究 被引量：9
16
作者 郑健 张建彬 +1 位作者 周长省 王文平 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期593-596,共4页
为了研究固体推进剂的粘弹性力学行为,该文在遗传积分形式的粘弹性泊松比表达式基础上,结合拉普拉斯变换和蠕变试验条件,推导出推进剂材料在已知横向应变和松弛模量时的泊松比精确表达式,并利用Matlab编制相应的计算程序。设计相应的蠕... 为了研究固体推进剂的粘弹性力学行为,该文在遗传积分形式的粘弹性泊松比表达式基础上,结合拉普拉斯变换和蠕变试验条件,推导出推进剂材料在已知横向应变和松弛模量时的泊松比精确表达式,并利用Matlab编制相应的计算程序。设计相应的蠕变试验获得推进剂材料的横向应变,结合推进剂材料的松弛模量获得材料的泊松比与时间的变化规律。该文结果可为固体推进剂装药结构完整性分析提供输入参数。 展开更多
关键词 固体力学 双基推进剂 粘弹性 蠕变试验 松弛模量 泊松比
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含分数阶导数的粘弹性固体模型及其应用 被引量：4
17
作者 刘朝辉 张为民 《株洲工学院学报》 2002年第4期23-25,共3页
从分数导数的定义出发 ,提出了在粘弹性经典模型理论中用Abel粘壶取代传统的牛顿粘壶的新观点 ,构造出来的含分数导数的标准线性体可以很好地描述真实材料的松弛和蠕变现象 ,并且其松弛模量和蠕变柔量可以严格作到Stieltjes卷积为单位... 从分数导数的定义出发 ,提出了在粘弹性经典模型理论中用Abel粘壶取代传统的牛顿粘壶的新观点 ,构造出来的含分数导数的标准线性体可以很好地描述真实材料的松弛和蠕变现象 ,并且其松弛模量和蠕变柔量可以严格作到Stieltjes卷积为单位阶跃函数 ;含分数导数的标准线性体模型可以在很宽广的频率范围内同时很好地模拟真实材料的存储模量和损耗模量 。 展开更多
关键词 粘弹性固体模型 分数阶导数 流变模型理论 本构方程 松驰模量 蠕变柔量 应用 定义 标准线性体模型
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基于单轴压缩蠕变试验求解沥青混合料松弛模量 被引量：9
18
作者 吕慧杰 刘涵奇 罗蓉 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2016年第6期1067-1072,共6页
为了更加精确、方便地获得沥青混合料的松弛模量,对处于线性粘弹性状态的沥青混合料试件进行单轴压缩蠕变试验,根据蠕变柔量和松弛模量在拉普拉斯域内的转换关系,通过测得的蠕变柔量计算得到沥青混合料的松弛模量.结果表明,沥青混合料... 为了更加精确、方便地获得沥青混合料的松弛模量,对处于线性粘弹性状态的沥青混合料试件进行单轴压缩蠕变试验,根据蠕变柔量和松弛模量在拉普拉斯域内的转换关系,通过测得的蠕变柔量计算得到沥青混合料的松弛模量.结果表明,沥青混合料蠕变柔量和松弛模量的相互转换建立在线性粘弹性基础上,实现蠕变柔量向松弛模量的转化本质上是实现广义开尔文模型向广义麦克斯韦尔模型的转化.所提出的方法可用于以松弛模量为基础的沥青混合料粘弹性本构模型中,用于预测沥青路面的粘弹性响应. 展开更多
关键词 道路工程 沥青混合料 蠕变柔量 松弛模量 线性粘弹性
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经验应力松弛模量与Maxwell模量的转换计算方法 被引量：7
19
作者 帅词俊 段吉安 +1 位作者 王炯 钟掘 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第5期628-630,共3页
基于MATLAB软件,利用单纯形法搜索最小误差范数,提出了一种针对粘弹材料的经验松弛函数KohlrauschWilliamWatts(KWW)方程与Maxwell模量转换的计算方法,实现了对粘弹材料的广义Maxwell模型的拟合。并以1050℃的粘弹光纤玻璃为例,给出了... 基于MATLAB软件,利用单纯形法搜索最小误差范数,提出了一种针对粘弹材料的经验松弛函数KohlrauschWilliamWatts(KWW)方程与Maxwell模量转换的计算方法,实现了对粘弹材料的广义Maxwell模型的拟合。并以1050℃的粘弹光纤玻璃为例,给出了一组计算实例。 展开更多
关键词 粘弹材料 松弛模量 Maxwell模型 参数拟合
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纤维沥青混凝土的松弛性能研究 被引量：7
20
作者 郭乃胜 赵颖华 +1 位作者 侯金成 范颖芳 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 2008年第1期28-32,共5页
为了分析纤维沥青混凝土的粘弹性能,基于复合材料细观力学和粘弹性力学理论,应用纤维增强复合材料的等效模量公式,结合四单元五参数粘弹性模型对纤维沥青混凝土的松弛模量进行了理论分析,得出纤维沥青混凝土有效松弛模量的粘弹性公式,... 为了分析纤维沥青混凝土的粘弹性能,基于复合材料细观力学和粘弹性力学理论,应用纤维增强复合材料的等效模量公式,结合四单元五参数粘弹性模型对纤维沥青混凝土的松弛模量进行了理论分析,得出纤维沥青混凝土有效松弛模量的粘弹性公式,并利用该公式分析了纤维掺量与纤维沥青混凝土松弛模量之间的关系,探讨了纤维沥青混凝土泊松比的变化对其松弛特性的影响.结果表明,纤维掺量小于0.20%(质量分数)时,计算结果与试验结果能够较好地吻合.在纤维沥青混凝土的松弛过程中,泊松比随着沥青混凝土松弛模量的减小而逐渐增大,不计入泊松比变化的纤维沥青混凝土松弛模量要比计入泊松比变化的松弛模量大. 展开更多
关键词 纤维沥青混凝土 粘弹性 松弛模量 等效模量
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