密封填料的粘弹特性及其力学模型

在综合分析了密封填料的弹性恢复、弹性后效、粘性流动及应力松弛等粘弹特性的基础上,建立了反映密封填料粘弹特性的力学模型,得出应力- 应变关系的本构方程.这有助于探讨密封填料在动态工作条件下其粘弹特性各个方面的变化特征以及对密封性能的影响,有助于实现软填料密封的研究由宏观特性向微观机理的转变,有助于开发综合特性(尤其是动态特性)优良的密封填料。     

考虑基岩作用的圆形粘弹性地基振动分析

针对Merchant粘弹性本构模型，从轴对称饱和地基动力方程出发，运用Hankel积分变换，研究了粘弹性地基的竖向振动问题，获得了位移、应力、孔隙水压力及渗流量的积分形式解．并由此结合数值算例，讨论了粘弹性地基受动力荷载作用的振动特性．结果表明：地基竖向振幅沿半径呈波动衰减，粘弹性土体竖向振幅随半径变化要比弹性土体的小．     

V型填料密封压紧过程受力计算方法

以V型填料密封为研究对象,对其填料装填压紧过程进行力学分析,运用弹性力学的有关理论,在考虑摩擦力、压紧力和内外接触过盈量的前提下,建立了填料装填过程的受力和变形的计算模型。运用所建立的填料密封力学计算模型,针对一个具体的V型填料密封进行了计算研究,在几种不同的工况下,计算得到了装填过程压紧力和内外过盈量大小对轴向位移和内外接触面上的应力分布规律的影响曲线,并对这些曲线进行了分析说明。     

一种软岩流变模型

为了描述工程软岩的复杂流变特性,提出了2种非线性元件——蠕变体(CYJ体)和裂隙塑性体(L体).并将它们和描述衰减蠕变特性的开尔文体(K体)、描述瞬弹性的虎克体(H体)及圣文南体(S体)相结合,得到了一种新的复合流变力学模型,并推导了其流变本构方程;讨论了该复合模型在恒应力条件下的蠕变特性及恒加载速率下的流变效应.研究结果表明:该模型不但能描述软岩在低应力时的弹性和粘弹性(稳定蠕变),而且能描述软岩在较高应力时的弹性、塑性、粘弹性和粘塑性(不稳定蠕变).     

外压式与内压式软填料密封的试验研究

以石棉线浸渍聚四氟乙烯编织填料和碳素纤维编织填料为试验样品，通过静态试验确定两种密封结构的压力变化因子．试验结果表明，内压式密封结构比外压式密封结构的侧向压力分布较为均匀．用动态试验分析了填料密封的摩擦特性和密封特性，证实内压式密封结构比外压式密封结构的摩擦功耗少、泄漏量小，且工作状态相对稳定．内压式密封结构是一种值得深入研究和推广应用的新型软填料密封结构．     

填料环过盈组合密封性能研究

为改善填料函密封结构中径向接触应力分布不均匀问题,建立了填料环过盈组合密封结构,以及新密封结构的理论计算模型和有限元分析模型.填料轴向应力和径向接触应力分布的理论和仿真值具有较好的一致性,验证了理论模型的正确性及适用性.将过盈组合密封结构与传统填料密封结构作对比分析可知:当径向接触应力最小值一定时,与传统填料密封结构相比,过盈组合密封结构所需的压盖应力较小,减缓了填料随时间的松弛;过盈组合密封结构径向接触应力最大值与最小值的差值较小,提高了径向应力分布的均匀程度;过盈组合密封结构减小了填料对阀杆的转动摩擦力,提高了阀杆的机动性能.由此验证了过盈组合密封结构的性能,可为实际填料密封设计提供理论基础.     

重复荷载作用下沥青低温粘弹特性研究

沥青材料是一种典型的粘弹性材料，在荷载作用下其变形特性由虎克弹性和牛顿粘性的比例关系所决定。为此从沥青的粘弹特性入手，对沥青在重复荷载作用下的变形进行分解，测定得到了沥青低温条件下的粘、弹性比例关系，提出用Dp(1 Dp/De)和dDp/dn两种物理意义明确的指标来描述沥青的粘弹特性，同时研究了弹指标随温度、应力及加载频率的变化规律。     

层合梁结构的粘弹性界面分析

为了更好地了解弱界面对于结构力学响应的影响,通过对一平面应力问题的分析,研究了简支边界条件下层合梁结构在静态荷载作用下的粘弹性界面反应.用Kelvin-Voigt粘弹性模型模拟界面特性,得到了结构依赖于时间关系的弹性力学精确解.此外,对同厚度的弹性各向同性材料的三层层合梁结构进行了数值计算.结果表明,层合梁结构的力学响应对粘弹性界面的反应非常敏感.与粘性界面的最大不同之处在于当时间趋近于无穷大时,粘弹性界面仍然有传递层间剪力的能力.     

三峡工程二期围堰堰体材料流变本构模型研究

三峡工程二期围堰堰体结构材料主要成分是风化砂和石碴料,通过采样和实验分别得到了这两种材料的力学特性和基本性质,总结了其变形规律.在实验成果和实测的基础上,分析研究了围堰填料的应力应变关系.提出了三参量堰体材料流变本构模型,该模型既可以描述材料的蠕变过程行为,又能描述材料应力松弛特性,符合大多数材料的粘弹性力学特性,能够很好的分析研究围堰堰体结构的应力应变.     

一种基于粘弹性问题的应力求解方法

应用材料力学中解决超静定问题的方法，即从静力学关系、几何方程及物理方程出发，分析了粘弹性等截面梁的弯曲和粘弹性等截面圆直杆的扭转问题。结论表明，用材料力学中的超静定方法求解的应力与用弹性、粘弹性原理求解一致，传统材料力学方法用于新材料的研究是可行的。     

肝动脉血管段和周围等效肝组织介质应力分析的初探

根据肝脏的结构情况,将肝脏动脉血管简化为内均匀受压的弹性管理在无限大的等效肝组织的粘弹性介质之中的力学模型。并根据粘弹性材料的对应性原理,获得血管为弹性体和等效肝组织为Kelvin粘弹性模型下的应力计算公式及应力变化趋势,这与文献中的应力变化情况是相符的。     

粘弹性岩层中顺序采掘的时变位移和应力的计算方法

本文在线性粘弹性问题解的基础上,利用应力复原原理,得出了关于在粘弹性岩层中顺序采掘时的时变位移和应力的计算方法。文中给出了在PDP-11/70机UNIX操作系统下实施的框图,程序有模块性,中心的弹性解的程序不变。最后给出了一个在粘弹性复合半平面中矿房组顺序开采的计算实例。     

考虑材料粘弹性混凝土路面温度翘曲应力分析

以线粘弹性模型理论和有限元初应变增量法为基础，提出了考虑材料粘弹性性质的水泥混凝土路面温度翘曲应力的数值计算方法，并编制了相应的计算机程序ＶＴ０．５运用该程序分析了两种地基上的混凝土路面板在温度翘曲变形受到地基反力约束时产生的翘曲应力，得到了较仅考虑材料弹性特征时更为合理的结果，为完善水泥混凝土路面温度翘曲应力的计算提供了科学的方法。     

小变形三维粘弹性问题的有限元方法

在泊松比为常数的条件下，将应变增量形式的线粘弹性本构关系表示成与带初应力的线弹性本构关系完全相同的形式，并用初应力法将其应用于有限元分析．基此，编制了一个能处理小变形三维粘弹性问题的有限元程序ＢＡＳＥ，应用这一程序分析了一个粘弹柱在复杂外载作用下的力学响应．     

凝点附近含蜡原油的粘弹性研究

使用控制应力流变仪 ,在原油凝点附近温度区域对大庆原油和胜利原油进行了线性粘弹性应力范围内的小振幅振荡剪切实验。以原油开始出现线性粘弹性应力区间的最高温度作为基准温度定义了相对温度 ,对粘弹性参数进行了分析对比。研究表明 ,大庆原油及胜利原油在各自凝点以上 4℃时 ,均表现出明显的粘弹性特征 ,其损耗角分别为 37.6 6°和 76 .5 5°。在相同的相对温度下 ,大庆原油的弹性特征明显好于胜利原油 ,大庆原油的粘弹性参数对温度的敏感性也明显好于胜利原油。两种原油粘弹性不同的主要原因是其胶质、沥青质含量和析蜡特性不同。凝点温度附近的原油流变性及其随温度的变化规律应该作为确定输油管道进站温度的重要依据 ,目前 ,仅以原油凝点作为确定进站温度的主要依据是不合理的。     

装配条件下密封填料的基本特性

以膨胀石墨模压成型填料、石棉线浸渍聚四氟乙烯编织填料和碳素纤维编织填料为试验样品,对其在装配条件下的基本特性进行了实验研究,建立了力学参数之间的各种经验关系式,进行了定量和定性分析。实验确定了单圈和多圈密封填料在装配条件下的基本特性,并对三种填料的基本特性进行了对比。研究表明,预压成型后填料的稳定性明显增强。三种填料中,石墨填料的稳定性最佳,对动态环境的适应性最强;石棉填料的密封可靠性最好。     

基于粘弹性的超高分子量聚乙烯齿轮有限元分析

以超高分子量聚乙烯的非线性粘弹性性质为基础，将代表非线性、大变形的超弹性Arruda-Boyc。模型与粘弹性力学模型相结合，建立了超高分子量聚乙烯齿轮的力学模型和几何模型，并将其与ABAQUS非线性有限元分析软件相结合，对齿轮的应力分布、变形、承载能力进行分析。结果显示，齿根部位所受的弯曲应力最大，建立在粘弹性基础上的分析结果具有较高的可靠性。     

胶凝燃料的粘弹性与爆炸分散试验研究

目的　研究胶凝燃料的粘弹性对分散性的影响； 方法　分别测定胶凝燃料的粘弹性和爆炸分散效果，考查不同粘弹性对燃料分散性的影响规律，并建立函数关系； 结果得到了胶凝燃料粘弹性等物化性质对其分散性的影响规律； 结论　胶凝燃料的粘性和弹性对其分散性均有影响，但弹性的影响更明显，所得分散性的函数表达式可用以预测胶凝燃料的分散特性；     

凝点附近含蜡原油的粘弹性研究

使用控制应力流变仪,在原油凝点附近温度区域对大庆原油和胜利原油进行了线性粘弹性应力范围内的小振幅振荡剪切实验.以原油开始出现线性粘弹性应力区间的最高温度作为基准温度定义了相对温度,对粘弹性参数进行了分析对比.研究表明,大庆原油及胜利原油在各自凝点以上4 ℃时,均表现出明显的粘弹性特征,其损耗角分别为37.66°和76.55°.在相同的相对温度下,大庆原油的弹性特征明显好于胜利原油,大庆原油的粘弹性参数对温度的敏感性也明显好于胜利原油.两种原油粘弹性不同的主要原因是其胶质、沥青质含量和析蜡特性不同.凝点温度附近的原油流变性及其随温度的变化规律应该作为确定输油管道进站温度的重要依据,目前,仅以原油凝点作为确定进站温度的主要依据是不合理的.     

纤维增强塑料的粘弹性参数

对于弹性纤维增强的复合材料,当其基体的粘弹性行为用分数阶导数型本构关系描述时,给出了预测整体三维本构关系的解析表达式。结果说明,这类复合材料仍具有粘弹性特性,其整体粘弹性本构关系的弹性部分综合了纤维弹性和基体弹性的共同贡献。粘性部分同样可以表示成分数阶导数的形式,这一部分来自基体粘性的贡献。复合材料具有和基体相同的粘性系数。建模采用渐近均匀化方法。为分析微结构特点对整体特性的贡献,须求解两类局部问题。可以看出,在整体的等效模量中包含了局部变形的贡献,局部变形增加了复合材料的耦合刚度。给出了应用于基体具有Makris粘弹性关系的具体形式。以圆截面纤维错排的情形为例,给出了整体等效模量随纤维比的变化曲线。