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基于自动球压痕和一维应力波的皮质骨模型参数标定

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工具技术 2019年第7期53卷 55-59页

作者：张爱荣张松蒋东东田昆山东大学济南市250061 山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室

在皮质骨Johnson-Cook模型准静态参数的标定过程中通常需要进行重复试验,不仅过程繁琐,而且增加成本,因此,有必要对标定过程进行简化。利用自动球压痕试验、图像处理及混合定律标定皮质骨的准静态力学性能参数,基于一维应力波获得皮质... 详细信息

在皮质骨Johnson-Cook模型准静态参数的标定过程中通常需要进行重复试验,不仅过程繁琐,而且增加成本,因此,有必要对标定过程进行简化。利用自动球压痕试验、图像处理及混合定律标定皮质骨的准静态力学性能参数,基于一维应力波获得皮质骨的动态力学性能参数,从而得到皮质骨的Johnson-Cook模型参数。建立基于ABAQUS有限元软件的皮质骨钻削仿真模型,通过试验对Johnson-Cook模型参数进行验证。研究表明:仿真结果与试验结果吻合度较高,说明本文所提的简化方法可用于标定Johnson-Cook模型参数。

关键词： Johnson-Cook模型皮质骨自动球压痕一维应力波图像处理

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非均质岩体中一维应力波演化过程分析

中国工程科学 2006年第5期8卷 58-62页

作者：钟光复王志亮李永池中国科学技术大学力学与机械工程系

地下球形药包爆轰后将产生很强的地震波,其传播受到多种因素的影响。把岩石介质的弹塑性帽盖模型耦合到有限差分法程序中,对一维爆轰波在非均质岩石体中的传播、演化机理进行了数值模拟与分析;着重探讨了一维应力波从“硬”岩石层进入... 详细信息

地下球形药包爆轰后将产生很强的地震波,其传播受到多种因素的影响。把岩石介质的弹塑性帽盖模型耦合到有限差分法程序中,对一维爆轰波在非均质岩石体中的传播、演化机理进行了数值模拟与分析;着重探讨了一维应力波从“硬”岩石层进入“软”岩石层、从“软”岩石层进入“硬”岩石层时,波在形状和强度等方面的变化规律;同时探讨了岩石介质中存在的“软弱夹层”对一维应力波传播的影响。

关键词：岩石介质一维应力波帽盖模型传播与演化

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两种一维粘弹性应力波传播分析方法

工程力学 2010年第7期27卷 45-51,61页

作者：周风华陈亮王礼立宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211

介绍两种方法,即沿特征线的有线差分数值方法、采用Laplace变换及数值反变换的半解析方法,分析典型一维粘弹性应力波传播问题。对这两种方法所得结果进行比较表明:特征线差分方法将材料的非弹性响应部分分解,可以有效处理强间断扰动在... 详细信息

介绍两种方法,即沿特征线的有线差分数值方法、采用Laplace变换及数值反变换的半解析方法,分析典型一维粘弹性应力波传播问题。对这两种方法所得结果进行比较表明:特征线差分方法将材料的非弹性响应部分分解,可以有效处理强间断扰动在非弹性(粘性)介质中的传播问题,是一种较便利的分析工具;而Laplace变换方法具有简洁和快速特点,对于一些线性耦合边界问题结合数学分析软件MATHEMATICA可以迅速得到初步答案。

关键词：粘弹性一维应力波特征线方法 Laplace变换数值反变换

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一维冲击损伤应力波传播过程的流形元模拟

兵工学报 2009年第S2期30卷 57-61页

作者：张力民吴爱祥刘红岩北京科技大学土木工程与环境学院北京100083 河北承德钢铁公司河北承德067000 中国地质大学工程技术学院北京100083

根据岩石在冲击载荷作用下的损伤与破坏特征,对现有的仅适用于模拟基于线性本构关系和恒定载荷作用下物体变形规律的流形元程序进行了扩展。程序的扩展内容主要集中在两个方面:把载荷形式由原来的恒定载荷扩展为任意的三角载荷;改变原... 详细信息

根据岩石在冲击载荷作用下的损伤与破坏特征,对现有的仅适用于模拟基于线性本构关系和恒定载荷作用下物体变形规律的流形元程序进行了扩展。程序的扩展内容主要集中在两个方面:把载荷形式由原来的恒定载荷扩展为任意的三角载荷;改变原来的单一线弹性本构关系为由冲击损伤本构关系和线弹性本构关系共同组成的复合本构关系。最后利用扩展后的程序对一维应力波的传播过程进行了模拟并与理论值比较,结果很好地再现了应力波的传播过程。

关键词：一维应力波冲击损伤流形元损伤演化

桩土相互作用对桩中应力波传播影响数值模拟及实验研究

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桩土相互作用对桩中应力波传播影响数值模拟及实验研究

作者：刘思浩武汉工程大学

学位级别：硕士

低应变测桩技术具有操作简单、价格便宜等独到之处,而广泛用于基桩检测工程中,但由于实测信号受应力波三维效应、以及桩周环境等因素的干扰,使得接收到的反射波信号精度不足以满足工程需要,常常需要辅以其他手段。因此,为提高低应变反... 详细信息

低应变测桩技术具有操作简单、价格便宜等独到之处,而广泛用于基桩检测工程中,但由于实测信号受应力波三维效应、以及桩周环境等因素的干扰,使得接收到的反射波信号精度不足以满足工程需要,常常需要辅以其他手段。因此,为提高低应变反射波法测桩的准确性,需要在理论分析的基础上,利用数值模拟及现场实测实验,全面的研究应力波在桩身的传播过程,及其衰减影响因素和规律。主要内容如下:(1)引入了一维应力波原理,同时利用软件进行数值模拟,分析了振动的传播过程、应力波的三维效应及其干扰元素、应力波传播过程中的频散效应。得出应力波三维效应跟波长与桩身尺寸的比值有关,且随比值的减小,其三维效应越明显;随着脉冲激振面的扩大,表现出来的三维效应影响越严重;选取多个信号接收点进行测试,找出质点反射波受到三维效应影响最小的位置。(2)研究了应力波在完整桩、缺陷桩中的传播特性,印证了在一定深度范围内,缺陷反射波振幅与缺陷处波阻抗相对变化的关系近似满足一维应力波原理。(3)分析桩身土环境对应力波的衰减作用;研究成层桩周土对应力波传播的影响,得出了土体波阻抗变化导致的反射波特性与桩身缺陷一致,且利用桩身存在波阻抗渐变段的实例与桩周土体分层情况进行对比,发现无法找出两者的区别。(4)利用数值模拟,得出了桩身应力波的衰减因素包括桩径、桩身波速、桩周土性参数、脉冲宽度等。并且对其衰减影响规律进行了探讨,研究表明:应力波的衰减速率随着桩身剪切波速的减小,衰减速率增大;随着桩身土环境剪切波速的增大,衰减速率增大;改变土体泊松比,应力波衰减速率近似不受影响。(5)利用现场实测试验,验证了数值模拟部分的相关内容,数据表明:应力波在桩中波阻抗变化位置会发生反射、桩周土使得反射波相位及幅值发生变化、不同土体对应的应力波衰减速率不同、桩周土体分层时的应力波传播特点与桩体波阻抗变化时极为一致。本文利用数值模拟分析与现场模型实验相结合,从应力波在桩中的激发、传播、接收的角度分析了其在完整桩、缺陷桩中的传播特性;结合桩周土体环境,从桩顶质点接收到的信号幅值与相位的偏移程度、桩身质点纵向振动速度衰减速率、土体分层处对应的应力波特性几个方面揭示了桩身土环境对应力波在桩中传播特性的作用规律。

关键词：一维应力波数值模拟波阻抗现场实测实验

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冲击损伤应力波传播过程的数值流形方法模拟

冲击损伤应力波传播过程的数值流形方法模拟

近距爆炸作用下叠层复合夹芯板局部层裂破坏的理论研究

第九届全国冲击动力学学术会议

作者：刘红岩王贵和赵乐华周辉峰马孝春中国地质大学(北京)工程技术学院

根据岩石在冲击载荷作用下的损伤与破坏特征,对现有的仅适用于模拟基于线性本构关系和恒定载荷作用下物体变形规律的数值流形程序进行了扩展。程序的扩展内容主要集中在两个方面:把载荷形式由原来的恒定载荷扩展为任意的三角载荷,改变... 详细信息

根据岩石在冲击载荷作用下的损伤与破坏特征,对现有的仅适用于模拟基于线性本构关系和恒定载荷作用下物体变形规律的数值流形程序进行了扩展。程序的扩展内容主要集中在两个方面:把载荷形式由原来的恒定载荷扩展为任意的三角载荷,改变原来的单一线弹性本构关系为由冲击损伤本构关系和线弹性本构关系共同组成的复合本构关系。最后利用扩展后的程序对一维应力波的传播过程进行了模拟,结果很好地再现了应力波的传播过程。

关键词：一维应力波冲击损伤数值流形方法损伤演化

来源： cnki会议评论

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振动与冲击 2013年第24期32卷 15-21页

作者：唐廷韦灼彬朱锡侯海量海军工程大学勤务学院天津300450 海军工程大学舰船工程系武汉430033

运用一维波动理论研究复合夹芯板中波的传播与局部层裂破坏,考虑应力波在夹芯板各层之间的反射和透射,得到了各层介质中压力时程的理论计算公式,建立一维平面波荷载在夹芯板中传播的理论计算方法。基于动量定律和第一强度理论,得到了夹... 详细信息

运用一维波动理论研究复合夹芯板中波的传播与局部层裂破坏,考虑应力波在夹芯板各层之间的反射和透射,得到了各层介质中压力时程的理论计算公式,建立一维平面波荷载在夹芯板中传播的理论计算方法。基于动量定律和第一强度理论,得到了夹芯板运动与破坏特征的理论计算公式。理论计算结果与试验结果的比较分析证明了理论计算方法的正确性。夹芯板对爆炸荷载防护特性的分析表明,虽然第一层钢板和夹芯层可以显著降低爆炸冲击波的峰值,但第二层钢板才是抵御爆炸冲击波的主要部位,而复合夹芯层的剥落破坏也需重点关注。

关键词：爆炸力学叠层复合夹芯板一维应力波层裂破坏

SHPB试验中不同加载升时应力平衡时间对波阻抗比的敏感性

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岩石力学与工程学报 2013年第10期32卷 2128-2134页

作者：平琦马芹永袁璞安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心安徽淮南232001 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽淮南232001

为研究分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验中不同加载升时试件应力平衡时间对波阻抗比变化的敏感性,将矩形波、梯形波、坡形波等典型的入射加载波形统一表达为具有不同前沿升时的梯形波形式。利用一维应力波理论,分析入射加载弹性应力波在... 详细信息

为研究分离式Hopkinson压杆(SHPB)试验中不同加载升时试件应力平衡时间对波阻抗比变化的敏感性,将矩形波、梯形波、坡形波等典型的入射加载波形统一表达为具有不同前沿升时的梯形波形式。利用一维应力波理论,分析入射加载弹性应力波在试件中的传播过程,推导出具有任意前沿升时的梯形波入射加载情况下试件内沿加载方向应力分布的相关计算公式。计算得出不同试件–压杆波阻抗比的试件,在不同前沿升时的梯形波入射加载情况下,试件应力平衡时间变化曲线和应力均匀性变化时程曲线,分析入射加载的前沿升时和试件–压杆波阻抗比等有关参数对试件应力平衡时间和应力均匀性的影响规律,得到了一些较为有益的结论,为指导SHPB试验的方案设计和进行有关分析提供理论依据。

关键词：固体力学一维应力波应力平衡时间应力均匀性加载升时波阻抗比分离式Hopkinson压杆(SHPB)

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改善Hopkinson压杆的波形分离技术

哈尔滨工程大学学报 2009年第4期30卷 461-465页

作者：刘瑞堂果春焕哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院黑龙江哈尔滨150001

在阐述一维应力波的理论知识和Hopkinson压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)系统的工作原理基础之上,采用波形整形器改善加载波形振荡,且在入射杆2个不同位置粘贴应变片来测量应变波形,利用大距离应变片粘贴方法的分离波形技术改... 详细信息

在阐述一维应力波的理论知识和Hopkinson压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)系统的工作原理基础之上,采用波形整形器改善加载波形振荡,且在入射杆2个不同位置粘贴应变片来测量应变波形,利用大距离应变片粘贴方法的分离波形技术改善SHPB系统杆长的限制.结果表明,该方法能有效地分离叠加波形,得到完整的入射波和反射波,并且简化了试验的处理过程.同时,采用入射波、反射波和透射波三者之间的关系以及测试的原始波形和分离波形之间的比较来验证,说明了该波形分离技术的合理性及可行性.

关键词： SHPB系统波形整形器分离波形技术一维应力波