金属橡胶材料恢复力的三维模型

以大量试验数据分析为基础,提出了一种构建金属橡胶弹性恢复力三维模型的方法。通过对试验数据插值拟合处理与理论分析的方法,得到了恢复力关于位移和速度的二元解析方程,认为恢复力由线性正刚度弹性力、非线性阻尼力和与速度平方有关的非线性负刚度弹性力三部分组成,并对这三部分的实际物理意义进行了分析。试验结果表明,本模型对金属橡胶弹性恢复力的表述更加直观,分析更加准确,克服了现有模型简单和参数辨识复杂的缺点。     

碳及内嵌金属原子富勒稀分子的压缩力学特性

采用分子动力学(MD)与量子力学(QM)相结合的方法,模拟了Cn(n=20、60、80、180)富勒稀分子,以及M@C60(M=Na、Fe、Al)内嵌金属原子富勒稀分子的对径压缩过程,获得了各种富勒稀分子的系统能量-变形曲线、载荷-变形曲线、最大承受载荷、失效应变以及压缩刚度等压缩力学性能数据.根据模拟的结果,分析了具有不同幻数n、不同内嵌金属原子的富勒稀分子压缩力学特性的差异.研究表明,碳富勒稀分子具有出色的压缩力学性能;幻数n较大的富勒稀分子的最大承受载荷和压缩刚度较大,但失效应变较小;与未填充碳富勒稀分子相比,内嵌金属原子富勒稀分子具有更好的承载能力.     

一种磁流变阻尼器动态阻尼力模型

磁流变阻尼器用于汽车悬架,可以实现理想的半主动控制,控制算法要求准确刻画阻尼力,针对有关学者提出的磁流变阻尼器的Bingham粘塑性模型、双粘性塑性模型及双粘性滞后模型,建立了基于反正切函数的磁流变阻尼器动态阻尼力模型,该模型是前三种模型的推广,其参数具有明显的物理意义,且其动态阻尼力为光滑函数,与实验象一至,最后对新模型进行了实验验证。     

磁流变阻尼器性能试验及其非线性力学模型

磁流变阻尼器是一种应用前景广阔的智能型阻尼器。研制了双出杆流动型磁流变阻尼器,对其进行了阻尼特性试验。在阻尼特性试验研究的基础上,建立了描述磁流变阻尼器阻尼特性的非线性模型。讨论了施加的电流、激振频率对非线性模型参数的影响。所建立的非线性模型与传统的Bingham塑性模型相比较具有精度高、能准确反映磁流变阻尼器滞回特性等优点。     

金属丝网与金属橡胶材料的压缩特性对比研究

通过分析金属丝网垫和金属橡胶垫的制备工艺、细观特征并对其进行静态压缩试验,研究压缩变形量和密度对金属丝网垫和金属橡胶垫材料压缩力学性能的影响,从而分析这两种材料的承载能力和能量耗散特性。试验结果表明：金属丝网垫和金属橡胶垫材料的载荷-位移曲线具有相同的变化趋势且都具有刚度非线性特性;但是在相同的尺寸和密度下,金属橡胶垫的承载能力较金属丝网垫的承载能力强,且在相同的变形条件下金属橡胶的能量耗散能力较金属丝网垫的能量耗散能力强,即金属橡胶的阻     

高阻尼橡胶的动态振动疲劳性能

介绍了利用DMA＋450动态机械分析仪测试高阻尼橡胶动态振动疲劳性能的方法。结果表明：利用DMA＋450动态机械分析仪测试高阻尼橡胶材料的振动疲劳性能可以采用两种方式表征,即滞后圈图和X-Y轴曲线,其中滞后圈图表征方式直观、清晰,有利于科研人员的分析;本试验中的高阻尼橡胶受温度影响较大,当温度高于40℃时,其疲劳过程会明显加速;该高阻尼橡胶的初始刚度较大,表现为弹性性能,微米量级的小振幅对其疲劳性影响较小,适用于在振幅不大、频率一定的条件下工作。     

金属橡胶/碟簧叠层复合结构阻尼特性及其非对称迟滞模型参数识别

针对碟簧(disc springs, DS)、橡胶–碟簧等结构的阻尼性能差以及抗高温等恶劣环境能力弱,采用正弦力激励法对添加弹性阻尼金属橡胶(entangled metallic wire material, EMWM)后的叠层复合结构进行试验研究。以耗能量、损耗因子和动态平均刚度为评价指标,分析了不同激励条件和不同金属橡胶密度对金属橡胶/碟簧叠层复合结构阻尼性能的影响。基于迹法等效阻尼模型,考虑弹性恢复力和阻尼力随变形幅值、频率的变化规律,用参数分解识别法建立该复合结构在一定载荷下的非对称迟滞模型。结果表明,预测的滞回曲线与实测曲线吻合度高,参数识别精度能够满足工程应用的要求。     

振动场作用下聚合物的新型动态塑化熔融模型

将振动场引入聚合物塑化挤出的全过程,建立了振动挤出机的聚合物动态解析熔融模型．振动场的引入使挤出机的熔融塑化能力得到了很大的提高,熔融段的长度随着振动频率和振幅的增大而减少．在该模型中,随着熔融过程的进行,熔体的厚度缓慢增加,而固体床缓慢减少,直到聚合物熔体填满整个螺槽横截面;在稳定情况下,熔融段的长度不变,聚合物颗粒进入料筒的速度与挤出机的熔融速度以及产量相等．但是,当熔融段的长度达到某一稳定值后,再增大振幅或频率,熔融段的长度不再发生明显的变化．用该模型能很好地预测振动挤出机的成型参数,得到优化条件．将计算值与实验值比较验证了各振动参数（振幅和频率）对振动挤出机塑化熔融能力的影响．     

金属橡胶广义恢复力模型辨识

金属橡胶是一种具有非线性恢复力的材料.在对其进行基于位移加载的动态试验中,其恢复力-位移曲线为一迟滞环.本文用理论和试验相结合的手段研究金属橡胶弹性元件的动力学建模,提出了一种新的模型,即广义恢复力模型.将迟滞回线分解为广义弹性力和广义阻尼力,模型中的参数由实验数据辨识.用所建模型重构恢复力-位移迟滞回线,结果表明该模型能很好描述这类非线性振动系统的特性.     

关于多孔材料的新模型

指出了多孔材料的经典性模型-Gibson-Ashby模型的不足,如孔隙单元非密积、棱柱状态不等价等,提出了一个能弥补Gibson-Ashby模型这些不足的新模型．应用这个新模型,可获得与实验结果符合良好的三维网状泡沫材料电阻率关系和力学关系的表征．实验结果证明,应用于多孔材料时,由新模型所得的有关数理关系明显优于Gibson-Ashby模型。     

CSP变形过程中碳化铌析出的动力学模型

本文在经典形核和长大理论模型的基础上,建立了适用于薄板坯连铸连轧(CSP)变形过程中NbC析出的动力学模型.该模型考虑了不同扩散速率原子的质量守恒、软撞击及毛细管效应,并假设碳化物主要在位错上析出,位错密度按照Atsuhiko模型计算.计算结果表明,在不发生软化行为的情况下,按照某实际CSP生产线生产工艺六道次变形后,Fe-0.046Nb-0.053C%(质量分数)钢的平均位错密度为3×1013m-2,开轧2 s后NbC开始析出.随着轧制过程的进行,NbC的最大半径逐渐增大,六道次轧制后最大半径为57 nm.随着轧制过程的进行、变形量的增大以及温度的降低,NbC的平均半径逐渐增大.轧制完成的瞬时钢中析出的NbC粒子的平均半径为27 nm,体积分数为0.0011%,后者远低于对应的平衡体积分数0.0496%.     

喷射沉积多孔材料的轧制变形理论

根据"表观总应变能达到一个临界值时材料开始屈服"这一概念,研究和建立了多孔材料轧制塑性变形屈服准则,根据"多孔材料变形时质量不变"原理建立了轧制变形过程中高向变形与相对密度、高向变形与纵向变形、泊松比与相对密度的关系.理论预测与用喷射沉积制备的FVS0812耐热铝合金多孔材料的轧制结果符合得较好;建立了多孔材料轧制变形相对密度与高向应力的关系,提高多孔材料所处的压应力状态可以加速材料的致密化速度,改善多孔材料的轧制成形性能.     

低温变形Nb微合金钢铁素体相变的数学模型

以热力学和动力学理论为基础，研究了Nb微合金钢热变形过程中铁素体相的形核及长大过程，在形核速率计算中引入变形储能、晶界凸阶及微合金元素的作用，建立了低温变形诱导铁素体相变的动力学模型，分析了热变形参数和化学成分对相变分数和晶粒尺寸的影响．变形温度的降低和变形程度的增加，促进了α相变过程，相变体积分数增加，晶粒得到细化．C与Mn含量增加的效果则相反．模型应用于热轧带钢生产过程的模拟，计算结果和实测结果吻合良好．     

薄膜生长的三维蒙特卡罗模型

构造三维蒙特卡罗模型,研究了六边形基底薄膜生长的过程.在模型中针对每个原子考虑了原子沉积、原子扩散及原子脱附三个动力学过程,并认为这三个过程是相互独立的,即在同一计算步长中三个过程依据各自的概率发生.经过生长过程可视化的结果表明,薄膜原子之间的相互作用能、基底温度和沉积速率对薄膜的生长方式有显著的影响.这一结论得到了实验的验证.     

梯度依赖的混凝土弹塑性非局部损伤的本构模型

以连续介质力学和不可逆热力学为基础,提出了新的混凝土弹塑性损伤本构模型.在该模型中采用了塑性应变εp、各向同性损伤标量D以及应变梯度(△)ε作为内变量,其中应变梯度反应了损伤的非局部性质,本模型是梯度依赖的非局部损伤模型,严格满足热力学的基本方程.应用梯度依赖弹塑性非局部损伤本构模型得出的结果比已有的混凝土损伤塑性模型更为合理.     

马氏体相变的界面吸引子模型

从经典的马氏体相界面运动方程出发,利用相平面分析,证明具有界面摩擦的马氏体相界面是吸引子,与理想的马氏体相界面的孤立子特征不同.通过对非线性方程解的分析,得到发生应力诱发马氏体相变的相界面趋向为焦点型定常吸引子,而热诱发相变的马氏体相界面趋向为结点型定常吸引子,因此考虑界面摩擦后相界面的运动与理想相界面的运动具有不同的非线性特征.     

纳米Ni和Ni/SiCp纳米复合材料的超塑性

研究了用电沉积方法制备的纳米Ni和Ni/SiCp纳米复合材料的超塑特性,在试验温度410℃和450℃,应变速率为8.3×10-4s-1～5×10-2s-1的条件下,纳米Ni和Ni/SiCp纳米复合材料均表现出超塑性.当温度为450℃、应变速率为1.67×10-2s-1时,在Ni/SiCp中获得最大延伸率为836%;在同样的温度下应变速率为1.67×10-3s-1时纳米Ni获得最大延伸率为550%.对超塑性变形后组织的分析表明,晶界滑移是主要变形机制,晶粒长大至亚微米/微米量级后,变形机制是位错协调晶界滑移和位错滑移塑性.     

应力对Ag颗粒增强SnCu基复合钎料蠕变性能的影响

使用搭接面积为1mm2的单搭接钎焊接头,研究了恒定温度下应力对Ag颗粒增强SnCu基复合钎料钎焊接头蠕变寿命的影响,结果表明:Ag颗粒增强SnCu基复合钎料的蠕变抗力优于99.3Sn0.7Cu基体钎料;随着应力的增大,复合钎料及其基体钎料钎焊接头的蠕变寿命均呈下降趋势,且应力对复合钎料钎焊接头蠕变寿命的影响比基体钎料明显.