沥青混凝土动态模量及时-温等效方程

应用简单性能试验仪(SPT)进行不同温度和频率下2种沥青混凝土材料动态模量试验,利用时间-温度等效原理和WLF经验公式分析,得到不同基准温度下材料动态模量主曲线簇及位移因子参数值;在Arrhenius粘度公式基础上推导新的时-温等效方程,提出了WLF经验公式中参数C1、C2的物理表达式,并通过试验结果进行验证。研究结果表明:作用频率和温度对沥青混凝土材料动态模量影响规律一致,但材料相位角在不同温度状态下随加载频率呈现不同变化规律;WLF经验公式参数C1、C2与材料玻璃点温度Tg及相应活化能ΔE0相关,随基准温度增加C1减小而C2增大,推导的时-温等效方程能很好地解释这一变化规律;研究成果可为其他沥青混合料动态特性试验研究提供参考。     

高分子材料时-温等效性的研究(Ⅲ)高分子材料的力学状态非线性松弛活化能谱的研究

在前两篇中为探讨高分子材料的力学状态松弛活化能谱,提供了理论依据及大量的实验事实,本文对实验数据进行了理论分析,得到了不同高分子材料在不同的力学状态下的松弛活化能和活化能谱。并从不同力学状态下的活化能大小出发,对活化能谱作了解释,文献上尚未有这方面的报导。     

高分子材料时-温等效性的研究(Ⅳ)几种典型高分子材料在不同温度下的松弛时间谱的考察

利用前文所推导的时-温等效基本方程,详细考察了几种典型材料的抗形变性能与松弛时间(观察时间)的关系。预测并评价了这些典型材料的长期使用性能和在超短时间内的行为。     

关于高分子材料在应力松弛过程中应力—时间关系…

指出了Ｍａｘｗｅｌｌ型应力松弛方程的局限性，并分别从高分子材料应力松弛过程的活化能及高分子链间物理交联结构对应力松弛的影响出发，首次推导了高分子科技界及工程界广为公认的形式上带有ｔ＾ｎ因子的应力松弛经验方程，并对其有关参数的物理意义作了分析。     

关于高分子材料在应力松弛过程中应力－时间关系的研究

指出了Ｍａｘｗｅｌｌ型应力松弛方程的局限性，并分别从高分子材料应力松弛过程的活化能及高分子链间物理交联结构对应力松弛的影响出发，首次推导了高分子科技界及工程界广为公认的形式上带有广因子的应力松弛经验方程．并对其有关参数的物理意义作了分析．在此基础上处理了硬聚氯乙烯在不同介质条件下的应力松弛实验数据，获得了一系列应力松弛参数，证明了对这一体系而言ｔｎ中的ｎ值为０≤ｎ≤１，证明聚氯乙烯高分子链间极性相互作用及部分化学交联对材料的应力松弛有明显的影响．     

服从分数阶Zener模型黏弹性体的力学特性研究

基于黏弹性理论和分数阶导数理论,建立了分数阶Zener模型并给出其本构方程形式,在此基础上推导出服从分数阶Zener模型黏弹性体的松弛函数、蠕变函数及复模量、损耗比等力学性能参数的表达式.通过数值算例,分析了材料的蠕变和松弛行为以及部分力学参数随频率的变化规律.结果表明:服从该模型的黏弹性材料的蠕变和松弛特性,可以通过改变分数阶Zener模型的分数阶数值来控制.在低频时,黏弹性材料的存储模量趋于1,此时材料处于一种橡胶态,其性质接近弹性体.而在高频时,分数微分算子的值越大,耗散率越快趋于稳定;损耗比在低频时加速上升,随着频率增大,在达到最大值后开始有下降趋势.     

基于时温等效原理的热致形状记忆聚合物模型

基于粘弹性高分子理论和时温等效原理,对玻璃态热致型形状记忆聚合物的形状记忆过程进行模拟。将形状记忆聚合物的粘弹性应力应变响应分为依赖于应变的应力部分和依赖于时间的松弛部分。依赖于应变的应力部分采用不可压缩的Mooney-Rivlin超弹性模型,依赖于时间的松弛部分采用Prony级数表示。通过新的时温等效方程来考虑模量的温度相关性。模拟结果与实验的比较表明:模拟结果与实验吻合很好。     

改进的黏弹材料应力松弛模型

为了用较少的参数准确描述粘弹材料的应力松弛实验数据,并且唯象解释松弛速率与应力的幂律关系,用假塑性粘壶与弹簧串联,得到改进的Maxwell模型。改进的Maxwell模型再与弹簧并联,给出改进的Zener模型。取定应变时,可得出松弛速率与应力满足幂律关系。求解本构方程得到它们的应力松弛函数。结果表明,常见的幂律型松弛可视为改进后模型的解,幂律函数的指数与反映材料非线性强弱的参数建立了关系,而Debye型松弛是幂律型松弛的一种极限情况。用给出的松弛函数对聚异丁烯的松弛模量进行了研究,拟合过程简单,准确度较高。     

高聚物离散松弛时间谱计算的CMPSO方法

在广义Maxwell模型基础上,基于聚合物熔体储能模量和耗能模量数据,建立了计算离散松弛时间谱的优化模型.为了改善标准粒子群(Particle SwarmOptimizer,PSO)算法的缺点以用于计算离散松弛时间谱,提出了基于混沌映射和非线性惯性权重改进的粒子群方法(Chaos Modified PSO,CMPSO).首先通过算例检验了CMPSO算法的有效性.通过和文献结果比较,表明其精度均比文献结果高一个数量级.其次对Maxwell模态数的分析表明其取值在大于4以后,对计算结果影响不大.最后,通过结果分析确定出最优Maxwell模态数.在最优模态数情况下,储能模量和耗能模量的拟合数据与实验数据吻合较好,并采用最小二乘线性回归法验证了离散松弛时间谱的正确性.     

铜合金应力松弛性能及其影响因素的研究

研究去应力退火温度、热强压及喷丸处理对黄铜(H68)和锡磷青铜(QSn615-0.1)片材应力松弛性能的影响。结果表明:获得较高应力松弛稳定性的最佳去应力退火温度:H68为250℃、1h;QSn6.5-0.1为220℃,1h。铜合金应力松弛动力学曲线可用σ~*=[K'ln(t+a_0)+C]~(-n)方程描述,它比Li方程更具代表性和适用性。两种铜合金经120℃、1h热强压处理后,材料内部组织和性能进一步均匀化,因而具有较好的应力松弛稳定性,此时,应力松弛曲线用对数方程:σ=alnt+b描述则更简单。喷丸处理亦能改善铜合金的应力松弛性能。     

拉普拉斯变换在聚合物粘弹性理论中的应用

将拉普拉斯变换应用于聚合物粘弹性理论，使粘弹性材料的特性函数如松弛模量、蠕变柔量以及表示动态力学性能的函数之间的关系简单明了，并用拉氏变换定义松弛谱和推迟谱，将各粘弹函数相互联系起来．     

沥青混合料应力松弛试验研究

本文对沥青混合料应力松弛试验所需设备的要求,试件的制作和试验条件的确定等问题进行了探索。用自行改装的设备对几种类型的沥青混合料进行了应力松弛试验。证明压缩式应力松弛试验是可行的;试验时应取用较大的初始应力和较低的负温;用松弛模量指标更能有效地判断沥青混合料的低温性能.     

裂隙岩体松弛模量分析

利用线粘弹性断裂力学原理和Betti能量互等定理，推导了裂隙岩体单轴松弛模量和体积松弛模量的理论表达式，对比了两者之间的差异。并通过自洽理论来考虑裂隙相互作用的影响，计算结果指出裂隙间的相互作用将导致岩体松弛模量增大，这些研究成果为根据室内岩石流变试验推测裂隙岩体的流变特性提供了一种可能。同时还分析了几种流变材料的长期松弛稳定，并指出不同裂隙密度下岩体裂隙应力强度因子将随裂隙半径的增大而增加。     

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。     

分数Zener模型在硫化橡胶应力松弛中的应用

基于分数Zener模型对硫化橡胶GR-S的应力松弛模量和储存及损失模量进行了拟合.应用遗传算法结合共轭梯度法对模型参数进行优化.结果表明,该模型能够很好的描述硫化橡胶的应力松弛和动态过程.     

粘弹性应力松弛过程的时间标度变换

通过时间标度变换方法,提出了粘弹性应力松弛过程的一个经验公式.对聚合物材料应力松弛过程进行了拟合处理.该方法数学处理简单,且对应力松弛过程给出了很好的描述.     

介电松弛的基本分数模型及其在频率域上的松弛特征

分数阶动力学方程从本质上讲具有耗散性质,对力学黏弹过程的描述取得了成功的应用.本文介绍了介电松弛的基本分数单元——容阻器,利用容阻器建立了介电松弛的基本分数模型,给出了各模型的本构方程和复介电常数,分析对比了它们的松弛特性.结果表明分数模型可以给出丰富的具有不同频率特性的松弛过程,如Cole-Cole方程可以作为分数模型的特例给出.本文还用分数Poynting-Thomson模型对丙三醇的介电松弛行为进行了拟合,对介电常数与介电损耗都给出了很好的描述.     

聚苯乙烯松弛时间谱的计算研究

通过动态线性小振幅剪切震荡实验所得的熔体储能模量G’(ω)和耗能模量G“(ω)数据,采用最小二乘法线性回归、正则法和非线性回归法分别计算得到离散松弛时间谱,优较三种方法得到结果的差别,讨论计算参数和温度对离散松弛时间谱的影响。     

受热冲击时球体的广义热弹性分析

基于具有2个热松弛时间的G-L广义热弹性理论,研究了实心球体外表面突然受到均匀热冲击时的广义热弹性问题.由于控制方程复杂,到目前为止此类问题的解析解还没有得到.文中利用拉普拉斯正、反变换技术和热冲击的瞬时特征对该问题进行求解,最终得到了位移场和温度场的渐近表达式;通过数值计算,获得了热冲击下实心球体的位移与温度分布规律,以及热松弛时间和耦合系数对位移及温度分布的影响.结果表明:位移及温度分布中存在2个阶跃点;热松弛时间和耦合系数对位移及温度的阶跃时间、阶跃间隔和阶跃峰值均产生影响,对热冲击的作用效果也有一定的抑制作用.     

马氏体时效不锈钢片簧抗应力松弛处理及松弛失效寿命预测

对马氏体时效不锈钢片簧的几种抗应力松弛处理（时效、热强弯及电强弯等）工艺进行研究,测绘了不同温度下片簧应力松弛动力学曲线,拟合了这些曲线的动力学方程。结果表明,该钢片簧的应力松弛动力学曲线符合著名的Ｌｉ方程。利用这些方程外推了长时间的应力松弛值,预测了片簧松弛失效寿命。片簧经２００℃,０．５ｈ热强弯处理后能获得最佳的抗应力松弛性能,皇冠尾翼片簧约束下储存１０年后,其挠度损失率小于５％,完全满足设计