提出了描述非线性粘弹性材料微损伤演化的两类内变量，一类是描述粘性耗散的内变量，它服从Ｏｎｓａｇｅｒ原理；另一类是描述损伤耗散的内变量，它不服从Ｏｎｓａｇｅｒ原理，而由细观力学的规律确定，并在此基础上构造了一个含两类内变量的自由能密度函数，由此导出一个新的含缶伤演化的非线性粘弹性本构方程。

对单轴和比例加载下的棘轮应变进行预测目前仍有较大困难.本文考虑将移动极限面加入材料双面本构模型中,对原提出的叠加型随动强化律进行了修正,可以对较多循环数的1Cr18Ni9Ti不锈钢薄壁圆管的环向棘轮应变做出预测.

建立蠕变本构模型,并对不同温度下预时效态7050厚板的时效成形过程进行分析。结果表明,该文所建立的蠕变本构模型适用于预时效态的7050合金的时效成形。时效成形过程中,温度越高,应力松弛效果越明显,蠕变变形量越大,残余应力越小,回弹率越低。

填充橡胶材料的动态特性与激振频率及激振振幅相关。采用本构模型叠加的方法,建立填充橡胶材料的超弹性-黏弹性-弹塑性本构模型。超弹性模型用于表征橡胶材料的弹性特性,黏弹性模型和弹塑性模型分别用于表征橡胶材料动态特性的激振频率和激振振幅相关性。给出了模型中参数的识别方法,以及橡胶元件的动态特性与激振频率及激振振幅相关性的计算方法。由橡胶试件的简单剪切实验数据拟合得到本构模型参数,利用流固耦合分析方法计算某液压衬套的动态特性并与实验数据进行了对比分析。结果表明,建立的超弹性-黏弹性-弹塑性本构模型可以较好地表征橡胶材料动态特性的振幅相关性和频率相关性,可用于液压橡胶元件动态特性的预测与优化设计。

为了研究非规则井眼形状中封隔器的密封性能,分析了井眼的应力场分布,并根据现场测井数据选择井眼长径比为1、1.05、1.1、1.15和1.2建立封隔器坐封有限元分析模型。根据胶筒单轴拉伸试验结果与Mooney-Rivlin、Yoeh本构模型进行拟合,优选Yoeh本构模型为胶筒橡胶材料的本构模型。对封隔器的坐封过程进行仿真分析,分析结果表明:在椭圆井眼中封隔器坐封后,胶筒与中心管壁间出现间隙,且胶筒与井壁间的接触应力分布不均匀,流体更易从胶筒与井眼长轴部位及中心管接触部位穿透,导致封隔器封隔失效;随着井眼长径比增加,胶筒与中心管壁间的间隙增加,胶筒与井壁间的接触应力减小,封隔器更易失效;当井眼长径比为1.2时,封隔器与井壁间虽有接触,但存在间隙,流体会从间隙中渗出,导致封隔器失效;针对常规封隔器在椭圆井眼中密封较差的问题,可选用分段式胶筒...

为研究盾构隧道接缝止水密封垫数值模拟难点,结合上元门越江隧道工程的接缝防水设计方案,利用ABAQUS有限元软件建立密封垫三维模型,模拟密封垫装配力加载试验,将计算结果与室内试验结果对比,为橡胶本构模型的选择提供参考,并分析边界条件对计算结果的影响。研究结果表明:在与室内力学试验相对应的密封垫两端有约束的数值模型中,采用Mooney-Rivlin本构模型比Yeoh本构模型的装配力误差更小;密封垫两端边界条件的差异对计算结果有较大影响,采用Mooney-Rivlin本构模型时密封垫两端有约束比无约束情况下的最大装配力平均增大22.2%;对于最大装配力而言,使用Mooney-Rivlin本构模型的计算结果更加准确。

针对电子制动助力器主缸密封圈在高动态工况下发生间隙咬伤的问题,建立基于Mooney-Rilvlin的橡胶本构模型对密封圈应力进行仿真分析,通过构建间隙咬伤系数参数来定量表征密封圈在复杂因素下发生间隙咬伤的程度及损伤破坏速度。结果表明:在高压工况下,橡胶材料硬度在80以上时,密封圈具有较强抵抗变形的能力,根部不易被挤入间隙中,所以橡胶材料硬度是决定密封圈根部发生间隙咬伤的主要原因;而当接触面摩擦力过大时,活塞在运动过程中会将密封圈唇部挤入缝隙,因而接触面摩擦力是影响密封圈唇口间隙咬伤程度的主控因素。综合考虑材料硬度和接触面摩擦因数2个影响因素,通过正交试验确定了在实际摩擦因数为0.1~0.15的情况下,将橡胶硬度提高到80以上,可有效地降低密封圈唇口和根部发生间隙咬伤的概率。

本文研究了磁流变液的力学性能,制备了羰基铁粉体积分数为20%的硅油基磁流变液,观察了磁流变液在磁场作用下的微观变化,测试了磁流变液的剪切性能。实验表明,无磁场作用下,磁流变液为牛顿流体;在磁场作用下,随着剪切速率的增加,剪切应力趋于稳定,表观粘度呈现指数式下降,磁流变液具有剪切稀化效应,符合广义Bingham模型。磁流变液剪切应力和外加电流的依赖关系为:在电流较小时,剪切应力表现为指数增长,指数值约为1.5;随着外加电流的增大,剪切应力表现为线性增长,最终达到稳定值。

本研究制备了羰基铁粉体积分数为10%的硅油基磁流变液,使用Physica MCR 301流变仪测试其流变性能,用Bingham模型和Casson模型对磁流变液的流变性能进行拟合计算。实验表明,Bingham模型和Casson模型均可较好地描述磁流变液的流变行为,在磁场作用下,随着剪切速率增加,剪切应力增大并趋于稳定,表观粘度显著减小,磁流变液存在剪切稀化现象。通过对数拟合的方法,得出磁流变液剪切应力和磁场的关系,剪切速率恒定时,随着磁场增大,磁流变液剪切应力显著增加。

航空不锈钢编织软管作为航空液压系统中占比庞大的元件,自身存在较大的弹性,对系统影响比硬管更大。目前许多研究将压力差比拟为电压,把流量比拟为电流,从而建立起包含液阻、液容、液感的流体网络。为了建立航空不锈钢编织软管的压力传递模型,建立双编织层软管的本构模型进行软管形变行为预测,得到航空不锈钢编织软管传递模型关键参数——液容的解析模型,最终建立了考虑软管形变行为的电学比拟模型。Simulink仿真结果强调了编织钢丝直径、编