粘弹性泊松比与弹性泊松比分析

目的　对比分析粘弹性泊松比与弹性泊松比的不同力学概念、精确表达式与诊断技术。方法　利用弹性与粘弹性的对应原理和积分变换,由弹性泊松比分析推导出粘弹性泊松比表达式。结果与结论　获得4种粘弹性泊松比的精确公式。分析了弹性与粘弹性泊松比之间的表征、诊断以及一些有关问题。     

蠕变试验下固体推进剂泊松比研究

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。     

沥青路面黏弹性泊松比近似方法的比较

为了准确应用黏弹性泊松比分析沥青路面在车轮荷载作用下的动态响应,针对3种常用的黏弹性泊松比近似方法进行了比较研究.推导了这3种黏弹性泊松比(随时间变化泊松比、不可压缩泊松比和常数泊松比)的数值关系,进而建立了一种三维沥青路面黏弹性有限元模型,比较分析了不同温度、不同加载时间下,3种黏弹性泊松比近似方法对沥青路面横向正应力响应的影响.结果表明:不可压缩泊松比始终保持为0.5,适用于高温、低频加载条件;常数泊松比始终保持为0.1,适用于低温、高频加载条件;随时间变化泊松比在0.1～0.5之间变化,应用不受温度与加载模式的限制.采用正确的黏弹性泊松比近似方法对于流动性车辙的研究有重要意义.     

岩石泊松比的应力依赖性

为了揭示泊松比的影响因素及现行测试方法存在的问题，阐述了岩石变形的阶段性和泊松比的主要影响因素，指出了岩石泊松比存在应力依赖性。通过单轴压缩试验、不同应力路径的加卸载试验，研究了标准岩石试样的泊松比在无侧限受压变形过程中的变化规律。试验发现，泊松比与应力水平密切相关，割线泊松比、切线泊松比和平均泊松比均随应力水平的提升而单调增大，卸载阶段的泊松比较加载阶段更为稳定，受应力水平的影响小。基于试验结果讨论了泊松比测试与取值方法，指出现行的基于单轴加载的测试方法的结果缺乏稳定性，与泊松比弹性常数的定义不符，如何获取岩石材料真实的弹性泊松效应值得进一步研究。     

ETFE膜材泊松比对膜结构变形的影响分析

研究了ETFE膜材波松比对经纬向张力比处于1-0.5之间的三种膜结构变形的影响。首先根据正交异性弹性薄膜理论推导出ETFE膜材泊松比计算公式,利用自制双向张拉设备对ETFE膜材泊松比进行了测试。通过数值模拟对比分析了泊松比与弹性常数对经纬向张力比处于1-0.5之间膜结构充气变形的影响。分析表明经纬向张力比为1膜结构波松比的变化对结构变形影响较小,而弹性模量变化对结构变形影响明显。对于经纬向张力比处于1-0.5之间的充气管与飞艇外形的膜结构波松比变化对变形的影响大于弹性模量。针对张力比不同膜结构的泊松比合理取值给出建议。提出的膜材泊松比取值方法对膜结构工程设计有参考价值。     

新型类方形蜂窝夹芯结构泊松比研究

在用经典方法推导的六边形蜂窝夹芯的等效弹性常数中,代入了类方形蜂窝特征结构参数,得到了与前述两种方法推理同样的结果,证明了类方形蜂窝结构是六边形蜂窝结构的演变体.分析了经典蜂窝理论公式中的等效泊松比及其随胞元特征角的变化规律.对比六边形蜂窝结构(正泊松比)和内凹六边形蜂窝结构(负泊松比),根据结构变化的连续性证明了类方形蜂窝夹芯结构在面内两个特定方向上泊松比为零.分析了夹芯结构泊松比为零的理论意义和物理意义.这其中,发现了蜂窝夹芯结构的泊松比存在等于零的现象.     

沥青混合料泊松比的测试方法

已有的沥青混合料泊松比的测定方法分为直接测量法和间接测量法两大类，直接测量法较为合理．介绍了电阻应变法和MTS（材料试验机）环向引伸仪法两种直接测量方法，并分别给出了它们的实验原理、设备和方法．对比分析表明，MrS环向引伸仪法在沥青混合料的泊松比测量上具有优越性．采用MTS环向引伸仪法测量了沥青混合料AC13在不同温度下的泊松比，并对结果进行了初步回归分析，发现在高温时横向应变与纵向应变的比值大于0．5，已不再是传统意义上的泊松比，这表明采用弹性理论进行沥青路面高温性能研究和设计的方法值得商榷．     

考虑裂纹内水压的节理岩体蠕变柔量分析

利用自洽理论和线粘弹性断裂力学原理推导了考虑张开裂纹、闭合裂纹和裂纹内水压影响的节理岩体体变蠕变柔量和单轴蠕变柔量的理论表达式，并根据该表达式分析了应力荷载、水压、裂隙密度参数、泊松比和摩擦系数改变时裂隙岩体蠕变柔量的变化规律，从而为裂隙岩体工程流变计算提供了一种新的计算方法。     

带方孔墙梁光弹性试验泊松比影响的修正

本文对工程中具有实用价值的带方孔墙梁进行了光弹性实验分析,并在文的基础上用有限元法进行了较精确的计算,以修正其泊松比的影响。     

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。     

平面和空间问题地基承载力理论公式的泊松比效应

结合弹性理论平面问题中均布条形荷载和空间问题中均布轴对称荷载作用下附加应力解,建立了计入不同泊松比值的地基承载力理论计算公式。利用数值结果讨论了平面和空间问题地基承载力公司的泊松比效应及涉及参数的工程意义。     

基于分数阶Kelvin黏弹性模型的固体推进剂药柱应力分析

利用黏弹性材料本构关系的Laplace变换与弹性材料的形式相似性,得到了分数阶Kelvin黏弹性模型弹性模量和泊松比的Laplace变换解.将固体推进剂药柱视为黏弹性介质,并利用分数阶Kelvin本构模型来描述其应力-应变关系.在推进剂药柱应力弹性解的基础上,运用弹性-黏弹性对应原理得到了分数阶Kelvin黏弹性模型描述的推进剂药柱在均布内压作用下内力的拉氏解,通过Laplace逆变换求得了其时域解.研究结果表明:推进剂药柱径向应力总是压应力,而环向应力总是拉应力,分数阶Kelvin黏弹性模型的解可以退化到经典Kelvin黏弹性模型的解,分数导数的阶数越大,应力的绝对值越大.     

砂岩弹性参数与波速关系的实验研究

为进一步了解岩石弹性参数(如杨氏模量、泊松比)与超声波波速的关系,将岩石加卸载循环实验和超声波测量实验同时进行,得到同一组样品的测量数据并作对比分析。实验结果表明,应力的变化会导致岩石样品的孔隙度、裂隙、岩石结构和构造的改变。受这些因素的影响砂岩的杨氏模量、泊松比、波速,也都会有规律地变化。较低应力水平时用小循环加卸载测得的动态弹性模量是不准确的,计算的波速也不准确,只有通过波速实验才能准确测出;饱水情况的加卸载纵波波速之差比干燥情况小,饱水波速大于干燥波速;动态泊松比比较稳定,但静态泊松比随着应力的增加而增加,从0.07增加到0.12,有趋近于动态泊松比的趋势;用P-M模型从微观概率分布入手,能够很好地解释静态和动态弹性参数的差别。通过本实验,采用回归分析的方法,成功建立起了岩石介质中弹性参数与波速的关系,为类似实验提供参考依据。     

一种盐岩层蠕变参数的现场评价方法

盐岩层蠕变参数选值的合理性直接影响井壁应力和稳定性分析结果,然而,地面岩心试验常与现场实际情况不符,影响所得结果的正确性。在假设盐岩层服从粘弹性模型以及初始地应力和泊松比均为与时间无关的常数的基础上,依据现场量测信息,建立了反演确定盐岩层弹性常数以及粘性常数的反演分析法。研究表明,用现代岩土工程反演理论确定盐岩层的蠕变参数,比做地面岩心试验更符合实际,而且成本低,更加可靠。     

堆载下土体侧移及对邻桩作用的有限元分析

在分析堆载作用下土体侧向位移的基础上 ,采用有限元法对无桩条件下的自由场土体侧向位移以及设置桩基后的桩土相互作用进行了数值分析 ,讨论了土体弹性模量和泊松比对土体和桩基侧向变形的影响 .结果表明 ,邻近堆载的自由场土体侧向变形可近似为上部软土的抛物线形和下部硬土的倒三角分布模式 ,采用不同的土体本构模型 (弹性或弹塑性 ) ,桩基的变形规律随弹性模量、泊松比变化而不同     

密栅云纹干涉法高温实验技术研究与应用

运用云纹干涉法的波前干涉原理和非接触测量面内位移方法,通过变形栅衍射的不同波前相干涉所产生的条纹来获取变形信息,对试件的弹性模量和泊松比进行测量,并将此方法应用于高温环境下航空高温合金材料的弹性模量和泊松比的测量.     

Poisson's ratio and the fragility of glass-forming liquids

The nature of the transformation by which a supercooled liquid 'freezes' to a glass--the glass transition--is a central issue in condensed matter physics but also affects many other fields, including biology. Substantial progress has been made in understanding this phenomenon over the past two decades, yet many key questions remain. In particular, the factors that control the temperature-dependent relaxation and viscous properties of the liquid phase as the glass transition is approached (that is, whether the glass-forming liquid is 'fragile' or 'strong') remain unclear. Here we show that the fragility of a glass-forming liquid is intimately linked to a very basic property of the corresponding glass phase: the relative strength of shear and bulk moduli, or Poisson's ratio.     

锚杆尾部断裂机制和防破断方法应用

 基于岩体弹性能释放对锚杆的冲击作用,采用冲击动力学中刚性块对杆轴向碰撞的应力解,推导出了锚杆断裂的4种围岩应力条件。在此基础上分析了岩石弹性模量、锚杆弹性模量、锚杆直径与岩石泊松比等因素对锚杆断裂的影响。分析结果显示:在这4种围岩应力条件中,杆头被一次冲断基本上是不可能的,由于其他几种锚杆断裂时的围岩应力条件很接近,所以在实际中锚杆尾部被一次冲断的可能性最高,这也印证了锚杆尾部容易断裂的观点;另外,锚杆断裂的围岩应力条件受岩石弹性模量、岩石泊松比、岩石密度、锚杆弹性模量、锚杆密度、锚杆直径等因素的影响,其中影响较大的是岩石弹性模量与锚杆弹性模量的比值、锚杆直径和岩石泊松比;锚杆尾部断裂的围岩应力条件对于改进锚杆形式、优化锚杆力学性质有理论指导意义。最后,以马路坪矿的巷道工程为例,说明了锚杆防破断方法的具体应用,收到了良好的效果,可以在实际工程中推广应用。     

碱矿渣混凝土基本力学性能试验研究

以水玻璃和Na OH作为激发剂,矿渣微粉作为胶凝材料,硫铝酸钙氧化钙膨胀剂作为掺合料,制备碱矿渣混凝土基本力学性能试验标准试件,开展其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、弯拉强度、弹性模量和泊松比基本力学性能试验研究.结果表明:碱矿渣混凝土表现出良好的早强性能,SEM微观分析显示骨料与浆体界面间未见明显过渡区,膨胀剂的掺入可以提高碱矿渣混凝土的早期(1 d、3 d)强度,降低后期(28 d)强度;同强度等级的碱矿渣混凝土的抗拉韧性要优于普通硅酸盐混凝土,弯拉强度、弹性模量和泊松比与普通硅酸盐混凝土相当;膨胀剂的掺入对弯拉强度有较大幅度的降低;已有弹性模量各建议计算式计算结果中与试验值最为接近的为中国规范.