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未硫化橡胶非线性粘弹性本构模型研究 被引量：12
1
作者 冯希金 危银涛 +1 位作者 李志超 KALISKE Michael 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期212-219,共8页
建立一种新的未硫化橡胶力学行为的描述方法。为了充分研究未硫化橡胶在不同变形模式下复杂的应力-应变行为,设计了3种不同的力学特性实验:单轴拉伸、压缩与剪切试验。发现未硫化橡胶的应力-应变关系表现出很强的非线性和率相关性。提... 建立一种新的未硫化橡胶力学行为的描述方法。为了充分研究未硫化橡胶在不同变形模式下复杂的应力-应变行为,设计了3种不同的力学特性实验:单轴拉伸、压缩与剪切试验。发现未硫化橡胶的应力-应变关系表现出很强的非线性和率相关性。提出结合Yeoh应变能函数的广义Maxwell粘超弹性模型,拟合分析表明试验结果与模拟结果一致性较好。发现与硫化橡胶一样,必须采用多工况下的实验数据才能得到变形协调的粘弹性本构模型。实验结果和建立的本构模型有助于工程师更好的理解未硫化橡胶的力学行为,为橡胶的制造过程仿真提供理论基础。 展开更多
关键词 未硫化橡胶 本构模型 本构实验 粘超弹性 率相关性
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水下爆炸载荷作用下聚脲材料对钢结构防护效果研究 被引量：9
2
作者 代利辉 吴成 +2 位作者 安丰江 柳剑 李旭 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第10期157-163,共7页
针对聚脲材料对钢结构的防护与材料动态力学性能之间的关系进行研究。通过动态拉伸试验发现,应变率在600 s–1到1 500 s–1范围内,粘性-超弹性模型更适合描述高应变率下聚脲的非线性和速率相关的应力-应变行为,并且在此过程中材料可以... 针对聚脲材料对钢结构的防护与材料动态力学性能之间的关系进行研究。通过动态拉伸试验发现,应变率在600 s–1到1 500 s–1范围内,粘性-超弹性模型更适合描述高应变率下聚脲的非线性和速率相关的应力-应变行为,并且在此过程中材料可以吸收和消耗大量的能量。并对具有不同涂层位置和厚度的钢板-聚脲复合结构板进行水下抗爆炸冲击试验,结果表明相对于单一的钢结构,具有聚脲涂层的复合板能够有效减少冲击后钢板的毁伤变形程度,且聚脲涂层的位置和厚度的变化对爆炸后钢板变形量有着重要影响。根据材料的动态力学特性试验和水下爆炸试验的结果可知,聚脲能够用于增强防护结构、提供良好的抗爆防冲击性能,与材料自身的非线性力学行为有重要关系。 展开更多
关键词 聚脲 力学特性 粘性-超弹性模型 水下爆炸
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减振器橡胶动态剪切特性测试及黏-超弹模型仿真应用 被引量：2
3
作者 袁子豪 王克俭 +2 位作者 涂春潮 黄艳华 苏正涛 《航空科学技术》 2018年第6期61-67,共7页
在橡胶加工分析仪(RPA)表征混炼胶硫化过程的黏弹性后,对其进行固态切应力松弛试验来检测橡胶动态剪切黏弹参数值(如Prony级数模型的切变模量和松弛时间)。进一步结合单轴、平面及等双轴拉伸试验检测的Yeoh模型表达的超弹性参数值来建... 在橡胶加工分析仪(RPA)表征混炼胶硫化过程的黏弹性后,对其进行固态切应力松弛试验来检测橡胶动态剪切黏弹参数值(如Prony级数模型的切变模量和松弛时间)。进一步结合单轴、平面及等双轴拉伸试验检测的Yeoh模型表达的超弹性参数值来建立并联叠加型黏-超弹模型定量表达式。将其类比Maxwell模型形式导入ABAQUS有限元软件,预测橡胶试样的双剪切动态响应。数值模拟结果与试验数据基本吻合,可反映应变幅值和频率变化对载荷—位移滞后环和动刚度的影响。RPA动态剪切法制样简单、操作方便,为预测减振器等弹性元件在较大受剪下的动态力学响应提供基础。 展开更多
关键词 RPA 切应力松弛 黏-超弹模型 载荷—位移滞后环 动刚度 有限元分析
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基于快、慢速加载单轴拉伸数据识别的角膜生物力学特性比较 被引量：2
4
作者 张迪 张海霞 +3 位作者 曾正 袁子维 王维 李林 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期669-675,共7页
目的比较基于快、慢速加载单轴拉伸数据确定的角膜生物力学特性参数。方法选取15只健康成年兔的角膜进行平均加载速率为0.16、0.02 mm/s单轴拉伸实验,分别获得应力-应变以及应力松弛数据;分别利用黏超弹性模型、1阶Ogden模型和2阶Prony... 目的比较基于快、慢速加载单轴拉伸数据确定的角膜生物力学特性参数。方法选取15只健康成年兔的角膜进行平均加载速率为0.16、0.02 mm/s单轴拉伸实验,分别获得应力-应变以及应力松弛数据;分别利用黏超弹性模型、1阶Ogden模型和2阶Prony级数模型对加卸载迟滞环曲线、应力-应变曲线、应力松弛曲线进行分析。基于黏超弹性模型拟合快速加卸载迟滞环曲线确定的参数集记为G_(vh)。拟合慢速加载的应力-应变、应力松弛数据的材料参数集记为G_(OP)。利用相关性分析比较G_(vh)与G_(OP)之间参数的相关性。结果对快速加卸载迟滞环数据、慢速加载的应力-应变数据与应力松弛数据的拟合优度R^(2)都大于0.95。G_(vh)与G_(OP)中6个参数中5个(μ,A_(1),A_(2),τ_(1),τ_(2))差异明显(P<0.05),并且两参数组中Ogden模型参数呈正相关。结论基于快、慢速加载的单轴拉伸数据识别的角膜生物力学参数具有差异性。研究结果为进一步探索利用临床数据识别角膜生物力学特性提供前期的研究基础。 展开更多
关键词 角膜 黏超弹性模型 单轴拉伸实验
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基于Exp-ln模型与广义黏弹性理论的橡胶本构模型及其应用研究 被引量：3
5
作者 仲健林 任杰 马大为 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第19期150-156,共7页
提出了一种描述橡胶材料不同应变率下力学响应的黏超弹本构模型。首先,利用Instron实验机和SHTB实验装置,开展橡胶材料单轴拉伸实验;其次,结合Exp-ln超弹性本构模型和广义黏弹性方法,建立了橡胶材料黏超弹本构模型;再次,推导本构模型三... 提出了一种描述橡胶材料不同应变率下力学响应的黏超弹本构模型。首先,利用Instron实验机和SHTB实验装置,开展橡胶材料单轴拉伸实验;其次,结合Exp-ln超弹性本构模型和广义黏弹性方法,建立了橡胶材料黏超弹本构模型;再次,推导本构模型三维增量格式,编写了用户子程序(VUMAT),验证了本构模型的一维和三维有效性;最后,建立橡胶底座冲击附加载荷计算数值模型,并将冲击附加载荷实验与数值仿真进行对比验证。结果表明:单轴拉伸实验与数值解吻合较好,冲击附加载荷实验值与仿真值误差约为7%,验证了黏超弹本构模型的正确性。 展开更多
关键词 橡胶材料 热黏超弹性 拉伸实验 材料子程序(VUMAT) 橡胶底座
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EPDM包覆层热解状态下的力学行为及本构模型 被引量：2
6
作者 张中水 许进升 +1 位作者 陈雄 蒋晶 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期560-564,共5页
为了准确描述固体火箭发动机三元乙丙(EPDM)包覆层在不同热解状态下的力学特性,通过热重分析的方法得到EPDM的热解温度范围,并采用准静态单轴拉伸实验的方法获得EPDM在不同热解温度下的应力-应变曲线。以Ogden(n=2)模型为基础,分别对不... 为了准确描述固体火箭发动机三元乙丙(EPDM)包覆层在不同热解状态下的力学特性,通过热重分析的方法得到EPDM的热解温度范围,并采用准静态单轴拉伸实验的方法获得EPDM在不同热解温度下的应力-应变曲线。以Ogden(n=2)模型为基础,分别对不同热解状态下的力学曲线进行建模,并通过对实验数据的拟合获得模型参数。结果表明,在初始热解状态下,材料只发生了少量的失水和气体的逃逸,其力学行为可通过粘超弹本构模型进行描述;随着材料热解程度增加,基体材料和填充纤维均遭到破坏,其力学行为表现为超弹脆性材料特性。 展开更多
关键词 三元乙丙 包覆层 热解 粘超弹本构模型 超弹脆性本构模型
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考虑初始缺陷的HTPB推进剂粘超弹本构模型 被引量：2
7
作者 封涛 许进升 +3 位作者 范兴贵 韩龙 陈雄 周长省 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期316-322,共7页
为研究端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂存在初始缺陷对其宏观力学性能的影响,对定制的不同界面缺陷含量的HTPB推进剂开展了多步松弛和单轴拉伸试验。获得了HTPB推进剂的平衡响应曲线和拉伸曲线。采用Ogden模型拟合了不含缺陷的HTPB推进剂的... 为研究端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂存在初始缺陷对其宏观力学性能的影响,对定制的不同界面缺陷含量的HTPB推进剂开展了多步松弛和单轴拉伸试验。获得了HTPB推进剂的平衡响应曲线和拉伸曲线。采用Ogden模型拟合了不含缺陷的HTPB推进剂的平衡响应曲线,引入应变率参数M来描述HTPB推进剂单轴拉伸曲线的率相关特性。通过该曲线拟合,得到了不含缺陷的HTPB推进剂的粘超弹本构模型参数。考虑了缺陷的影响,通过引入初始缺陷损伤因子f,构建了含初始界面缺陷的HTPB推进剂的粘超弹本构模型,分步拟合得到了所有模型参数。最后,用本研究所建模型预测了单轴拉伸载荷下的HTPB推进剂的宏观力学性能,结果表明,预测结果与试验结果一致,二者最大偏差仅为4.4%,验证了模型的可靠性。 展开更多
关键词 端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂 初始缺陷 粘超弹本构模型 单轴拉伸试验
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适配器新型基体材料热-粘-超弹本构模型研究 被引量：5
8
作者 张英琦 乐贵高 +1 位作者 马大为 冯国铜 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第6期10-14,共5页
提出了一种描述导弹适配器新型基体材料PU2531在不同温度和不同应变率下的热粘超弹本构模型。利用准静态单轴压缩实验装置和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,获得不同温度不同应变率下的聚氨酯弹性体的压缩应力-应变响应规律;建立了聚氨... 提出了一种描述导弹适配器新型基体材料PU2531在不同温度和不同应变率下的热粘超弹本构模型。利用准静态单轴压缩实验装置和分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,获得不同温度不同应变率下的聚氨酯弹性体的压缩应力-应变响应规律;建立了聚氨酯弹性体材料含温度效应项的粘-超弹本构模型,根据实验结果拟合了本构模型中的相关参数;编写了用户子程序VUMAT,单轴压缩实验结果与数值解模型结果吻合度较高,验证了所建立的本构模型及用户子程序的有效性。 展开更多
关键词 导弹适配器 聚氨酯弹性体 热-粘-超弹本构模型 有效性
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