基于超弹-黏弹本构模型的橡胶材料有限元分析

要确定橡胶制品在外部因素作用下的力学响应,就需要建立起能够精确描述橡胶材料力学性能的本构模型.通过对橡胶材料进行单轴压缩以及应力松弛实验,并与ABAQUS数值模拟相结合,建立并拟合了橡胶材料超弹-黏弹本构模型以及相关参数,同时建立了与实验条件一致的仿真模型.结果表明,实验数据与仿真数据的误差较小,验证了建立的超弹-黏弹...     

AC-13级配钢渣沥青混合料粘弹塑本构模型研究

为了研究钢渣沥青混合料非线性粘弹塑性变形特性,提出Schapery模型与改进Swchartz模型组合的积分型粘弹塑本构模型。采用钢渣替换AC-13级配中粒径2.36 mm以上的石灰石粗骨料,制作得到钢渣沥青混合料试件。设计并开展一系列的单轴压缩蠕变实验,通过应力递增蠕变回复实验,获得不同应力条件下材料的弹性、粘弹性应变和粘塑性应变,进而拟合确定本构模型参数。利用0.4 MPa、1.0 MPa下的蠕变回复实验验证模型有效性。结果表明,模型不仅能准确刻画钢渣沥青混合料蠕变过程中的弹性、粘弹性与粘塑性变形,还可用于预测不同应力水平下钢渣沥青混合料蠕变变形规律。     

橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型

本文提出的修正Zener模型,即以非线性弹簧与粘壶代替原来的线性弹簧与粘壶,得到一种适合橡胶材料在单轴作用下的非线性高弹-粘弹性本构模型。该模型可同时描述加载、卸载及应力松弛行为。模型将应力分解为弹性应力与粘性应力。弹性应力由Yeoh高弹性模型得到;粘性应力由加载及卸载过程的瞬时应力通过积分变换得到。此外考虑到应力松弛的作用,因此将粘性应力分解成两部分：一是在加载、卸载过程所用时间内由应变的改变所导致的粘性力;二是在该时间内由应力松弛所产生的反作用力。最后,将实验结果与该模型的计算结果进行对比,结果表明计算结果与实验结果具有良好的一致性,说明该本构模型可靠、合理。     

螺杆泵定子橡胶力学试验及本构模型研究

对螺杆泵定子橡胶材料分别进行不同温度下常规与油浸介质下的单轴拉伸与平面剪切试验。基于试验数据,运用ABAQUS软件,对常规与油浸定子橡胶不同温度下的单轴拉伸与平面剪切组合的应力-应变状态分别采用M-R,Yeoh,Ogden,A-B和VDW五种本构模型进行拟合对比分析,确定出拟合效果较好的螺杆泵定子橡胶材料本构模型为Ogden模型且50℃下模型参数较优。     

橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型的研究

建立橡胶材料的非线性高弹-粘弹性本构模型。高弹-粘弹性本构模型的总应力可分解为弹性应力与粘性应力之和,考虑到应力松弛的影响,将粘性应力分解为在加载与卸载过程中应变变化产生的粘性应力与应力松弛产生的反作用力之和。对比测试与模拟数据以验证本构模型的可靠性。结果表明:本构模型能同时模拟加载、卸载与应力松弛过程,应力松弛与多步应力松弛试验也验证了本构模型的非线性与对时间的依赖性,进一步说明本构模型的可靠性与合理性。     

有限变形下的橡胶材料非线性高弹-粘弹性本构模型

本文基于唯象学原理提出了一种适用于橡胶材料在有限应变条件下的非线性高弹-粘弹性本构模型,该模型将应力拆分为两部分：第一部分基于Yeoh模型计算得到的高弹性应力;第二部分由Boltzmann叠加原理计算得到的带有率依赖性的粘弹性应力。该本构模型中应变依赖性的高弹性应力通过修正Zener模型中的非线性弹簧表示,时间及应变依赖性的粘弹性应力通过修正Zener模型中的非线性Maxwell模型表示。利用提出的高弹-粘弹性本构模型模拟不同应变条件下的拉伸、回复、应力松弛及多步松弛在内的复杂加载过程,并与实验值对比,结果表现出良好的吻合性,说明该本构模型的合理、可靠。     

硫化橡胶间断动态应力松弛的测定

为了减少试样和试验条件的变化,间断松弛试验中测量时间的长短以及反复拉伸时试样产生的永久变形对硫化橡胶连续应力松弛试验和间断应力松弛试验结果的影响,捏出了一种在静态拉伸条件下对试样进行连续应力松弛和间断动态应力松弛同时测量的新方法。采用RheoVibron全自动动态粘弹仪进行这种测量、方便、灵敏、准确,并为实现应力松弛试验及其结果的数据处理的进一步自动化提供了可能性。     

橡胶单轴拉伸试验数据处理方法研究

针对使用GB/T 528—2009方法对橡胶材料单轴拉伸试验数据处理所得到的材料本构关系误差大的问题,使用橡胶材料本身大变形不可压缩特性的原理,提出了新的处理拉伸试验数据的方法。将GB/T 528和新方法得到的橡胶材料的本构关系导入ABAQUS中进行数值模拟,分别将模拟得到的拉伸伸长量与实验结果进行对比。分析结果表明,采用新方法计算的试样最大拉伸变形量与实验数据的误差为12.57%,采用GB/T 528方法的误差为29.25%。因此大变形不可压缩方法可提高单轴拉伸试验所得到的橡胶本构关系的精度。     

橡胶材料黏弹本构关系研究综述

主要从橡胶材料黏弹性能的影响因素、黏弹本构模型及与黏弹本构关系相关的试验3个方面对国内外橡胶材料黏弹本构关系的研究现状进行了系统的总结和分析,并对橡胶材料黏弹本构关系未来的发展方向提出了建议。     

涤纶高密双轴向经编增强PVC膜材粘弹性本构关系

对涤纶高密双轴向经编增强PVC膜材开展蠕变和应力松弛试验,探究拉伸速率和初始应力水平对材料粘弹性行为的作用规律,得到了松弛模量和蠕变柔量并绘制了其随时间变化的曲线。试验结果表明:涤纶高密双轴向经编增强PVC膜材存在典型的粘弹性行为;膜材在试验时长内已达到稳态松弛阶段;应力水平对PVC膜材的静态粘弹性有显著影响,尤其是蠕变现象随着初始应力水平的增大而出现堆积,而拉伸速率对试样的应力松弛行为起一定作用,但并不明显。通过比较可知,运用金属材料的时效蠕变与时效应力松弛关系原理推导的涤纶高密双轴向经编增强PVC膜材的蠕变和应力松弛长期转化关系式与试验结果存在偏差。     

钴基催化剂上氢解反应的研究

制备了一系列不同金属含量的Co/SiO2加氢催化剂,考察了催化剂非原位还原条件、进料空速、氢分压变化对其氢解反应影响。结果发现,钴基催化剂在非原位还原后进行反应时有氢解反应伴随发生。催化剂上金属含量越高、还原温度升高和还原时间延长,氢解反应越明显;较高的进料空速及较高的氢分压有助于抑制氢解反应的发生。     

基于环糊精的纳米功能组装体的研究进展

通过分子自组装形成稳定和结构可控的材料是现在功能材料学、生物学的焦点,构筑纳米尺寸的功能性分子自组装体更是接近生命现象和过程的本质。基于环糊精的超分子组装以其选择性、可调控性和生物相容性等优势引起了广泛关注。本文就近十年来基于环糊精的纳米尺寸的功能组装体的研究进展进行简要综述,包括修饰环糊精的软连接自组装,环糊精轮烷、聚轮烷、纳米线、纳米管、纳米笼的设计、构筑及其更高级组装,以及环糊精与纳米粒子的分子组装和基于环糊精的分子机器。     

Studies on oxidative dehydrogenation of n-butane on bismuth molybdate on alumina

Oslefins and diolefins are important intermediates in the petrochemical industry and the future promises a further substantial increase in demand. While several catalysts have been formulated in the past for the abstraction of hydrogen from butenes and propylene, these catalysts are inefficient in the abstraction of first hydrogen from butane. Bismuth molybdates (β and γ-phases) containing iron oxide and supported on alumina are used as catalysts in the present investigation on the oxidative dehydrogenation of n-butane. Effects of catalyst content, temperature and oxygen: n-butane ratio on conversion and selectivity to butadiene and (C₄H₈ + C₄H₆) are studied in the following ranges of experimental conditions: β-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 3–9; γ-bismuth molybdate/100 mol support I(K), 5-20; temperature, 400–500°C; O₂: butane ratio, 0.6:1.7.     

Micro-viscometer based on electrowetting on dielectric

A viscometer used to measure the viscosity of 10 μl of a liquid, must be miniaturized down, and the liquid velocity gradient in the channel used to determine the viscosity coefficient. Two major factors that affect the liquid velocity are the mechanical forces exerted by the mechanical motors and electromagnetic forces. In this study, electrowetting on dielectric (EWOD) is adopted to drive liquids. Variously sized electrodes on a chip, and two shapes of channel are employed to measure the velocity gradient to determine the viscosity coefficient. The device is fabricated by microelectromechanical system (MEMS) technology. The dielectric layer used in EWOD has a high dielectric constant, BST (Ba_0.7Sr_0.3TiO₃), to reduce the required applied voltage; its surface is coated with hydrophobic polymer, polytetrafluoro-ethylene (PTFE, Teflon^® AF DuPont). Experimental results demonstrate that liquids can be pulled at 660 μm/s in linear channels by applying a voltage of 15 V.     

考登钢表面涂搪瓷的研究

考登钢作为一种高耐候结构钢,广泛应用于各个领域。在火力发电方面,考登钢主要应用在工作环境比较恶劣的烟气加热器和空气预热器中。考登钢表面涂搪的目的就是进一步提高其耐腐蚀性能,延长使用寿命。为了提高考登钢元件的使用寿命,对考登钢表面涂搪瓷的可行性、密着性能、瓷釉、工艺控制、质量保证等方面进行了研究。     

Reflection on medium effects on photochemical reactivity

In reexamining medium effects on photochemical reactions, we have emphasized those on unequilibrated excited species such as the Franck-Condon species. Despite recent advances in femtochemistry, such a discussion in molecular photochemistry is uncommon, and the problem remains challenging on account of the extremely short-lived excited species. However, in such cases, a small perturbation resulting from, for example, weak guest-host interactions could turn into a determining factor in dictating the course of a photochemical channel of deactivation. Examples of medium-directed diabatic processes have been examined with this idea in mind. A modified view on rhodopsin photoisomerization is presented along with the consideration that confinement does not necessarily lead to inhibition of reactions of the trapped substrate.     

漆酶用于木质纤维板结合的研究

研究了温度和pH值对漆酶酶活以及漆酶处理纤维压制纤维板性能的影响。结果表明,pH较低、温度较高时漆酶酶活较高,压制的纤维板强度性能较好。但温度太高(60～80℃),延长加热时间,漆酶稳定性变差,酶活明显降低,压制纤维板的强度下降。     

基于密度泛函理论研究H共吸附对丙烷脱氢的影响

采用密度泛函理论(DFT)考察了丙烷在Pt(111)表面上脱氢生成丙烯的反应机理。通过在Pt(111)面上预吸附一定数量H原子模拟共吸附H对丙烷脱氢过程的影响。结果表明:H共吸附能降低丙烷及其脱氢产物的吸附能,促进丙烯脱附,有利于提高丙烯的选择性;H共吸附会导致丙烷脱氢能垒变大,降低催化剂的脱氢活性;共吸附的影响随着H覆盖率增加而增大。     

工艺参数对沉降斑影响的实验研究

采用实验方法考察工艺参数对沉降斑的影响。基于一个带凸台的平板模具,采用L27(313)正交矩阵进行实验,研究了几何尺寸、熔体温度、注射时间、保压压力及保压时间对厚度突变处沉降斑形成的影响,同时还考虑了熔体温度和注射时间以及保压压力和注射时间之间的交互作用影响;通过性噪比分析和F检验优化成型工艺条件并对工艺参数的影响进行显著性分析。结果表明,对于厚度突变的平板制品,厚度突变的程度对其沉降斑形成的影响最大,其次为熔体温度,保压压力,保压时间等;采取减小厚度变化,降低熔体温度或增加保压压力和保压时间等措施,可以减小厚度突变处沉降斑,从而减少其对外观质量的影响;因素之间的交互作用对制品沉降斑的形成有一定的影响,熔体温度B和注射时间C之间的交互作用影响较为明显,而保压压力D和注射时间C之间的交互作用对该质量指标的影响最小,可以并入误差。     

脱硫石膏压块造粒处理试验研究

以煅烧脱硫石膏为胶结剂,通过掺加一定量煅烧脱硫石膏探索研究脱硫石膏压块造粒处理的可行性。结果表明：掺加一定量煅烧脱硫石膏能有效实现脱硫石膏的压块造粒处理;从技术参数和节约能耗综合考虑,煅烧脱硫石膏适宜煅烧温度为160℃。掺加30％煅烧脱硫石膏,脱硫石膏试件强度可达到约4MPa;提高成型压力可进一步提高脱硫石膏试件强度。