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HEDM推进剂的非线性粘弹损伤本构及其细观损伤演化研究

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固体火箭技术 2023年第1期46卷 88-95页

作者：刘琪琪王春光张恺宁李群郭振宇西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 北京凌空天行科技有限责任公司北京100176 西安航天化学动力有限公司西安710025

为了研究新型高能推进剂力学性能,开展了以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为基体,高能固体颗粒为氧化剂的HEDM推进剂非线性粘弹损伤本构研究工作。首先,基于粘弹性本构理论,设定HEDM推进剂的细观损伤分布满足Weibull分布函数,推导其非线性损伤... 详细信息

为了研究新型高能推进剂力学性能,开展了以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)为基体,高能固体颗粒为氧化剂的HEDM推进剂非线性粘弹损伤本构研究工作。首先,基于粘弹性本构理论,设定HEDM推进剂的细观损伤分布满足Weibull分布函数,推导其非线性损伤本构的表达形式;其次,对HEDM推进剂进行应力松弛实验以及单轴拉伸实验,获得其非线性本构的相关材料参数,构建了HEDM推进剂的非线性本构关系;最后,建立了HEDM推进剂的RVE模型,引入内聚力法则对HEDM推进剂的细观损伤演化进行模拟分析,并验证仿真曲线以及理论本构曲线的准确性。研究表明,HEDM推进剂是一种典型的粘弹性材料,其应力应变曲线呈现明显的双折线形式,构建的非线性本构能较好地描述HEDM推进剂的力学性能,同时HEDM推进剂的细观损伤首先从颗粒的“脱湿”开始,之后基体微裂纹扩展,最终推进剂失效断裂。

关键词： HEDM推进剂非线性本构拉伸实验细观损伤演化

缝合式C/SiC复合材料非线性本构关系及断裂行为研究

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力学学报 2020年第4期52卷 1095-1105页

作者：曹明月张启吴建国葛敬冉梁军北京理工大学先进结构技术研究院北京100081 北京强度环境研究所可靠性与环境工程技术重点实验室北京100076

C/SiC复合材料具有高比强度、高比模量和优良的热稳定性能等一系列优点,广泛应用于航空航天领域中.裂纹扩展进而引起的脆性断裂是其主要失效形式之一,因而材料的断裂性能分析对材料的结构设计和应用有重要的指导意义.本文开展了缝合式C/... 详细信息

C/SiC复合材料具有高比强度、高比模量和优良的热稳定性能等一系列优点,广泛应用于航空航天领域中.裂纹扩展进而引起的脆性断裂是其主要失效形式之一,因而材料的断裂性能分析对材料的结构设计和应用有重要的指导意义.本文开展了缝合式C/SiC复合材料简单力学试验和断裂试验,研究了材料在不同载荷下的力学响应及断裂特征.基于缝合式C/SiC复合材料简单力学试验,建立了材料宏观非线性损伤本构方程,并模拟了缝合式C/SiC复合材料单边切口梁和双悬臂梁的断裂行为.本构方程采用简单函数描述了材料在复杂应力状态下的非线性应力-应变曲线,并考虑了反向加载过程中造成的裂纹闭合.基于商业有限元软件ABAQUS,通过编写UMAT子程序实现非线性损伤本构方程,采用单个单元验证了建立的本构方程的有效性.在此基础上,采用线弹性损伤本构和非线性损伤本构分别模拟了缝合式C/SiC复合材料单边切口梁和双悬臂梁的断裂行为.采用非线性损伤本构方程模拟的力-位移曲线结果与试验结果更为吻合,非线性损伤本构预测的失效载荷与试验失效载荷更为接近,验证了所建立的非线性损伤本构方程的准确性,为C/SiC复合材料断裂行为的研究提供了借鉴,为缝合式C/SiC复合材料结构的设计和应用提供了理论基础.

关键词：缝合式C/SiC复合材料非线性本构断裂损伤

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土体动力一维非线性本构关系剖析与评价

地震工程与工程振动 2006年第6期26卷 147-157页

作者：陈学良金星陶夏新康兰池中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 福州大学土木工程学院福建福州350002

土体动力一维非线性本构关系是场地及地基动力响应、土工数值分析的关键。回顾和总结了国内外的发展状况及研究进展,对其分析方法、等幅循环荷载到不规则荷载的扩展及应用规则、试验阻尼比的等效、滞回曲线形状等核心问题进行剖析、评... 详细信息

土体动力一维非线性本构关系是场地及地基动力响应、土工数值分析的关键。回顾和总结了国内外的发展状况及研究进展,对其分析方法、等幅循环荷载到不规则荷载的扩展及应用规则、试验阻尼比的等效、滞回曲线形状等核心问题进行剖析、评价和探讨,并对各种模型的优缺点进行了比较和讨论,着重介绍了最近研究结果。最后指出未来发展方向及有待进一步研究的问题。

关键词：非线性本构分析方法滞回阻尼比探讨研究进展

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对不可压黏弹材料非线性本构关系的探讨

力学与实践 2006年第5期28卷 65-68页

作者：祝世杰阳建红二炮工程学院机械教研室西安710025

运用张量分析,证明了适合描述不可压缩黏弹性材料非线性本构关系的3种理论：BKZ理论、Lianis理论和Chirstensen理论,运用到各向同性材料中它们的单轴拉伸具有一样的表现形式,同时也验证了3种理论在解释非线性本构关系时具有统一性．

关键词：不可压缩黏弹性非线性本构单轴拉伸

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脐带静脉的非线性本构关系

湖北医学院咸宁分院学报 1989年第1期3卷 5-10页

作者：成海平陈锡昌湖北医学院咸宁分院解剖学教研室湖北医学院解剖学教研室

人脐静脉是动脉替代物的良好材料。本文通过分析戊二醛处理的脐静脉Z轴和θ轴的拉伸试验，提出了修正的指数型应变能函数。并采用非线性最小二乘法建立了脐静脉非线性本构关系，为脐静脉的临床应用和实验研究从生物力学上提供理论依据... 详细信息

人脐静脉是动脉替代物的良好材料。本文通过分析戊二醛处理的脐静脉Z轴和θ轴的拉伸试验，提出了修正的指数型应变能函数。并采用非线性最小二乘法建立了脐静脉非线性本构关系，为脐静脉的临床应用和实验研究从生物力学上提供理论依据和实用参数。

关键词：脐带静脉非线性本构应变能函数动脉移植

基于ABAQUS非线性本构模型的隧道初期支护结构安全性研究

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韶关学院学报 2024年第6期45卷 40-45页

作者：肖冰福建船政交通职业学院安全与环境学院福建福州350007

隧道工程中,准确评估初期支护结构安全性在其动态设计阶段至关重要.以云南某高速公路隧道的Ⅴ级围岩无仰拱初支结构为例,采用ABAQUS软件构建初支结构三维精细化模型,运用混凝土非线性本构关系进行了分析,以评估初期支护的极限位移量、... 详细信息

隧道工程中,准确评估初期支护结构安全性在其动态设计阶段至关重要.以云南某高速公路隧道的Ⅴ级围岩无仰拱初支结构为例,采用ABAQUS软件构建初支结构三维精细化模型,运用混凝土非线性本构关系进行了分析,以评估初期支护的极限位移量、极限承载力及隧道潜在的失稳状态.结果表明:初支结构在受力时主要表现为拱顶内侧受拉、外侧受压,拱肩内侧受压、外侧受拉,以及拱脚内侧受拉、外侧受压;围岩初期支护在整体上呈现出拱顶下沉和两侧拱肩向外扩张的变形特征,边墙的位移收敛值相对较小;采用非线性本构能够有效地模拟出结构截面在塑性铰形成、刚度降低和内力重分布等过程.因此建议采用非线性本构模型进行初期支护结构的安全性评价.研究对于提高隧道工程的设计水平和保障工程安全具有重要意义和实践价值.

关键词：公路隧道初期支护非线性本构三维精细化模型安全性研究

一种分析膜面在积水荷载作用下响应的数值模型

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上海交通大学学报 2022年第6期56卷 730-738页

作者：王沙沙张翔宇邱国志龚景海上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

结合光滑粒子流体动力学(SPH)方法和膜材非线性本构,提出了一种分析膜面在积水荷载作用下响应的数值模型.通过不同应力比的双轴拉伸试验得到膜材的应力-应变响应面,建立膜材的非线性本构模型,并使用SPH粒子模拟水,建立膜面与水的流固耦... 详细信息

结合光滑粒子流体动力学(SPH)方法和膜材非线性本构,提出了一种分析膜面在积水荷载作用下响应的数值模型.通过不同应力比的双轴拉伸试验得到膜材的应力-应变响应面,建立膜材的非线性本构模型,并使用SPH粒子模拟水,建立膜面与水的流固耦合数值模型.通过网格收敛性分析确定了文中采用的网格尺寸,分析了加载时长对计算结果的影响.同时分析了膜面的应力和应变的分布规律.结果表明,加载过程随加载时长的增加越来越稳定,且100 s能满足分析需求.将数值模拟结果与平膜积水试验结果进行比较,膜面的最大竖向变形吻合较好,验证了所提方法的可靠性.

关键词：膜积水光滑粒子流体动力学非线性本构数值模型

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BaTiO_3单晶的正方形电畴翻转模型

工程力学 2011年第9期28卷 223-227,233页

作者：刘峰张晖辉常福清燕山大学建筑工程与力学学院河北秦皇岛066004

大量实验已经证实电畴翻转是铁电材料非线性和迟滞性本构行为的根本原因。研究者已经对BaTiO3单晶的微观电畴翻转行为进行了详细的研究,给出了电畴纵向长大和横向扩张的速度公式。依据这些关系,结合电畴翻转是一渐变过程提出了正方形电... 详细信息

大量实验已经证实电畴翻转是铁电材料非线性和迟滞性本构行为的根本原因。研究者已经对BaTiO3单晶的微观电畴翻转行为进行了详细的研究,给出了电畴纵向长大和横向扩张的速度公式。依据这些关系,结合电畴翻转是一渐变过程提出了正方形电畴翻转模型,目的是为了从微观上建立电畴翻转体积分数的演化方程。进一步,应用模型对轴向应力和轴向电场作用下铁电陶瓷的本构行为进行了研究。理论结果与实验数据的比较表明,模型能较好地描述铁电材料的非线性本构行为。

关键词：单晶电畴翻转电畴翻转体积分数正方形电畴翻转模型非线性本构

考虑岩石弹塑性变形的井周应力场计算模型研究

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西南石油大学学报（自然科学版） 2020年第5期42卷 135-144页

作者：李小刚李昀昀胡秋萍张翔易良平油气藏地质及开发工程国家重点实验室.西南石油大学四川成都610500 中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司非常规院天津滨海新区300452 中联煤层气有限责任公司晋城分公司山西晋城048000

针对煤岩、页岩等岩石具有弹塑性这一特性,考虑岩石非线性硬化与软化变形,并耦合工作液渗滤作用,沿井筒径向方向将地层分为塑性软化、塑性硬化和弹性区,根据弹性区与塑性区交界处应力连续的特点,建立了耦合工作液渗滤和岩石非线性硬化... 详细信息

针对煤岩、页岩等岩石具有弹塑性这一特性,考虑岩石非线性硬化与软化变形,并耦合工作液渗滤作用,沿井筒径向方向将地层分为塑性软化、塑性硬化和弹性区,根据弹性区与塑性区交界处应力连续的特点,建立了耦合工作液渗滤和岩石非线性硬化与软化变形的井壁应力场模型。分析表明,塑性区大小与井眼流体压力、泊松比和地层初始孔隙流体压力呈正相关关系,与岩石强度呈负相关关系。与弹性状态相比,岩石塑性变形降低了井眼应力集中效应,岩石塑性变形对井周径向应力影响较小,但会使井周周向应力增加。

关键词：煤岩页岩弹塑性非线性本构井周应力