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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
陈琼  王青花  赵闯  张祺  厚美瑛 《物理学报》2015,64(15):154502-154502
通过直剪实验和离散元模拟, 研究掺杂了橡胶软球的玻璃体系的力学响应. 改变颗粒固体中橡胶颗粒的含量, 研究体系剪切强度以及剪胀变化等特性, 发现随着橡胶颗粒的增加, 会出现剪胀到剪缩的相转变现象, 且混合颗粒固体的弹性有了很大的提高. 实验研究发现, 随着体系中橡胶颗粒含量的增加, 剪切屈服强度值逐渐减小, 体积发生从剪胀到剪缩的相转变现象, 但临界剪切强度在一定橡胶颗粒含量范围内保持一致; 实验所采取的剪切速率下, 应力应变曲线能较好重合, 即实验处于率无关区域; 混合样品的屈服强度值随正压力的增大而增大. 离散元模拟也得到了上述结果, 另外模拟还发现, 随着橡胶颗粒含量的增加, 颗粒的平均配位数增大; 橡胶颗粒含量和正压力对剪胀-剪缩相转变的位置有影响, 橡胶颗粒含量较小时, 在较大的正压力下易发生相转变现象, 且剪胀-剪缩相转变点对应的平均配位数在5.6-5.9之间; 在橡胶颗粒含量小于30%时, 混合颗粒样品的残剪强度与不掺杂的颗粒体系相近; 大于30%时, 残剪强度随橡胶颗粒含量的增加而减小; 残剪强度随正压力加大而增加.  相似文献   

2.
高红利  陈友川  赵永志  郑津洋 《物理学报》2011,60(12):124501-124501
采用所建立的四方程线性弹性-阻尼离散单元模型,同时考虑了液桥力的作用,对填充量为40%、含液量为3%的水平薄滚筒内S型(不同直径颗粒)二元湿颗粒体系混合过程进行了数值模拟,并与同等操作条件下不含液的干颗粒体系的混合行为进行了比较,分析了液体对颗粒体系混合行为的影响. 同时还将计算结果与文献中的实验结果进行了比较. 结果表明,由于湿颗粒间液桥力的牵引作用使不同性质的颗粒不易分离,使部分颗粒聚结成团,减弱了离析作用的影响,使得滚筒内湿颗粒的混合程度高于相同条件下的干颗粒体系,且接触力的分布较干颗粒体系更加均匀. 通过对混合过程的模拟,直观地反映了混合过程中颗粒的微观运动特性和内部的力学结构,为研究湿颗粒体系混合过程机理提供了依据和参考. 关键词: 湿颗粒体系 混合 分离 离散单元法  相似文献   

3.
孙宏伟  林国昌  杜星文  P.F.Pai 《物理学报》2012,61(15):154302-154302
基于质量-弹簧微结构通过光学振动模式对机械波进行选择性吸收的原理, 本文设计了一个由集中质量与弹性薄膜构成的二维声学超材料等效平板结构. 利用有限元法对等效平板代表性胞元的振动特性模拟结果表明, 二维超材料平板结构表现出与质量-弹簧微结构相同的振动模式. 基于模拟结果, 制作加工了一个正方形超材料平板, 并通过Polytec扫描式激光测振仪(PSV)对其振动特性进行了试验测试, 结果表明, 本文设计制作的超材料平板可以对频率157.5 Hz的机械波进行选择吸收.  相似文献   

4.
陈琼  杨先清  赵新印  王振辉  赵跃民 《物理学报》2012,61(4):44501-044501
本文运用二体碰撞近似理论研究了孤波在周期型二元颗粒链中的传播. 周期型二元颗粒链由N个大球和一个小球交替排列而成, 球的材质都相同. 将小球和与之相邻的大球等效成一个球, 形成一条等效链. 采用二体碰撞近似理论, 推导了孤波在颗粒链中传播的速度、通过颗粒链时间以及小球的振荡频率. 理论分析得到小球振荡频率随着半径的增大而减小, 该结果与计算机模拟结果符合得相当好. 二体碰撞近似理论给出的波通过整条颗粒链时间, 在N ≤ 2时与计算机模拟结果符合得很好. 理论计算的误差随链长的变化不大. 但随着N的增大, 理论得到的结果相对误差变大.  相似文献   

5.
混合弹性颗粒体系声衰减数值模拟   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
采用概率统计方法——蒙特卡罗方法,建立一种预测液固两相体系中混合弹性球形颗粒声衰减的理论模型。在单颗粒声散射和吸收的基础上,将连续超声波抽象离散化为大量独立的声子,追踪声散射过程,通过统计接收器探测声子数最终确定声衰减系数。采用数值方法对单一球形颗粒的液固两相体系中声衰减进行预测和比较,确定了该方法的可行性后将该方法推广到混合颗粒体系中,对玻璃微珠/铁粉构成的混合颗粒及多分散混合颗粒体系进行数值研究。结果表明:在体积浓度低于10%时,蒙特卡罗法预测得玻璃微珠或铁粉颗粒声衰减和ECAH,Lloyd和Berry,Waterman等建立的模型结果吻合。对于混合颗粒构成的两相体系,算例中,随着体积浓度增大到10%,声衰减系数随混合颗粒数目比的变化呈现出了非线性的变化,同时颗粒物性也会影响不同组分颗粒对声衰减的贡献,算例中铁粉颗粒比玻璃微珠对声衰减的影响更大。   相似文献   

6.
纳米孔隙薄膜中孔隙率与折射率关系的研究   总被引:4,自引:1,他引:3  
用时域有限差分算法(FDTD)构造了纳米孔隙高分子薄膜的网格结构,并模拟了理想单色平面光波在纳米孔隙高分子薄膜中的传输过程,计算出不同孔隙率的薄膜所对应的等效折射率。模拟结果显示纳米孔隙薄膜的等效折射率与孔隙率呈线性递减的关系。还利用固体材料学中的混合材料等效介电常量理论建立了一种混合介质并联理论模型,很好地解释了纳米孔隙高分子薄膜孔隙率与等效折射率的关系而且得到了纳米孔隙高分子薄膜等效折射率与孔隙率的函数关系式。将模拟结果与混合介质并联理论模型相比较,发现该理论模型的函数曲线与时域有限差分算法模拟的结果相互吻合。  相似文献   

7.
考虑电流变液颗粒质量的影响及多粒子近程相互作用,利用等效平板电导模型,由分子动力学方法模拟了泊肃叶流动状态下电流变液结构的演化过程特征;设计制作了实验装置,观测了泊肃叶流动行为,并与模拟结果进行比较.研究表明:在外电场作用下,计及颗粒质量效应后,电流变液结构演化中跃迁区速度变化的峰值减小,进入柱塞区状态的时间延长,柱塞区的宽度加大,且颗粒质量越大,效应越显著.实验观测的泊肃叶流动行为与模拟结果基本相符,且观察到极板壁上的颗粒静止不动,证明了“极板壁上颗粒静止不动”这一假设的正确性 关键词: 电流变液 泊肃叶流动 等效平板电导模型 结构演化  相似文献   

8.
许福  李科锋  邓旭辉  张平  龙志林 《物理学报》2016,65(4):46101-046101
近年来, 基于非晶合金名义弹性区的流变力学行为探索其结构及形变机理是非晶合金领域研究的热点之一. 本文根据非晶合金结构不均匀性的特征, 提出能够比拟树状分形网络结构的分数阶微分流变模型研究非晶合金的黏弹性行为. 通过室温纳米压痕实验, 对三种不同泊松比和玻璃化转变温度的非晶合金的黏弹性变形行为进行了研究. 实验结果表明: 在表观弹性区, 非晶合金的变形表现出与加载速率相关的线性黏弹性性质. 根据Riemann-Liouville分数阶微积分定义, 分别由分数阶微分及整数阶Kelvin模型对实验结果进行了分析. 分析结果表明, 相对于整数阶流变模型, 分数阶微分流变模型能更精细地表征材料的黏弹性变形特征; 在流变模型参数中, 黏性系数ηA和分数阶次α反映出材料的流变特性和流动趋势, 流变参数与玻璃转变温度、泊松比之间具有较好的相关性, 上述相关性有助于从微观结构角度理解材料塑性与泊松比的关联.  相似文献   

9.
使用直接数值模拟和条件滤波大涡模拟相结合的方法检验了线性扩散假设和一阶近似在条件滤波大涡模拟中的应用.线性扩散假设用于封闭条件滤波大涡模拟方程中的混合分数空间输运项,一阶近似用于封闭条件滤波大涡模拟方程中的条件滤波化学反应源项.通过使用条件滤波大涡模拟计算出的反应物大尺度量的一阶、二阶统计矩与直接数值模拟结果符合很好,...  相似文献   

10.
刘顺华  崔晓冬  赵彦波 《物理学报》2006,55(11):5764-5768
采用一定的包覆工艺制备了炭黑包覆发泡型聚苯乙烯(EPS)颗粒,用包覆的颗粒作为填料制备了环境适应性强的吸波材料. 将涂层球体混合体系作为密实整体考虑,计算了炭黑含量1%时的等效介电常数,并用计算结果预测了吸波性能. 与实验值对比表明,计算值是基本准确的,可以应用于新型微波暗室用吸波材料的设计和优化. 关键词: 炭黑 吸波材料 等效介电常数 吸波性能  相似文献   

11.
海底沉积物压缩波速度与切变波速度的关系   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
邹大鹏  刘伟  龙建军 《声学学报》2018,43(6):951-960
基于连续介质假设,根据无吸收各向同性弹性介质通用方程分析沉积物声波传播关系,提出应用弹性结构分布因子表达的声速通用模型(GMSS,General Model of Sound Speed)分析海底沉积物的声速特性;通过研究Willey时间平均模型、Wood方程、Gassmann方程、Buckingham模型、Biot-Stoll模型和EDFM模型,可以表述成GMSS通用模型中的弹性结构分布因子的具体表达形式,得出GMSS通用模型在解释压缩波速度和切变波速度特性上具有一致性的特点。GMSS通用模型具有弹性结构分布因子、孔隙度、孔隙海水的等效密度和等效弹性模量、固相颗粒的等效密度、固相颗粒的等效体积弹性模量和等效切变弹性模量共7个参数,为研究海底沉积物压缩波和切变波速度提供了一种模型简单、参数少、通用性强的方法。但也需要从物理结构上以及应力应变关系上开展更为深入的分析和探寻GMSS模型的物理意义和参数测量的方法。   相似文献   

12.
致密储层声波性质受骨架矿物组成及孔隙类型影响较大,为更准确进行气层识别,本文给出了一种综合模型,和利用纵横波速度信息进行致密气层识别的方法:其首先利用Voigt-Reuss-Hill平均模型,求取岩石骨架等效弹性模量,消除岩性影响;根据综合模型和岩石剪切模量计算孔L隙纵横比(或裂隙密度),消除孔隙性质影响;利用DEM和K-T模型计算干燥岩石弹性模量,得到不受孔隙流体性质影响的弹性模量;将实测岩石弹性模量减去干燥岩石弹性模量定义为含气性因子;同时利用最小二乘法和体积模量,进行气层识别。本文含气分析方法考虑因素全面,干燥岩石纵横波速度比非定值,为具有复杂岩性和低孔低渗等特征的致密岩石气层识别提供技术支持。  相似文献   

13.
The fracture energy of a polymer depends strongly on the viscoelastic responses of the material, and therefore is a function of temperature and crack velocity. The toughness of a composite is determined by the way in which the reinforcing filler modifies the energy dissipating mechanisms of the polymeric matrix.

The fracture toughness of a variety of polymeric glasses and their composites with glass beads, glass fibers, and rubber particles was measured. The velocity of rapidly moving cracks and the crack propagation rates under controlled loading conditions were also measured.

It was found that the crack propagation velocities in unfilled and glass bead filled materials were controlled by the longitudinal stress waves in the matrix and that the only effects of the glass beads were to blunt the crack tip and limit the viscous deformation. The effect on fracture toughness was relatively small and either positive or negative, depending on which of the above two factors dominated.

The presence of rubber particles as a second phase lowered terminal crack propagation velocities and greatly increased the fracture toughness, indicating a crack retarding effect of the rubber particles. This is related to the induction of crazes in the matrix by the rubber phase.

Glass fibers had a tendency to bridge the tip of a propagating crack, thereby greatly increasing the fracture toughness. In this case the work of fracture comes from a combination of the elastic strain energy stored in the fibers, the energy dissipated in debonding the fibers from the matrix, and the fracture energy of the matrix itself.  相似文献   

14.
基于弹性模量检测骨疲劳的超声导波方法研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
张正罡  他得安 《物理学报》2012,61(13):134304-134304
研究早期诊断骨疲劳的方法是当前骨质评价方面的研究热点之一. 本文对不同弹性模量下长骨中超声导波的传播特性进行了理论分析和仿真研究.首先, 通过数值计算得到导波在管状长骨中的理论解析解.然后对管状长骨进行了时域有限差分(FDTD) 仿真, 并验证了它与理论解析解的一致性, 同时得到长骨中不同模式导波群速度、 中心频率和衰减与弹性模量的关系.研究结果表明各个导波模式的群速度和中心频率均随弹性模量的增加而增加, 而衰减随弹性模量的增加而减小.说明超声导波的传播特性参量可以反映长骨弹性模量的变化, 从而为长骨的早期疲劳诊断提供理论依据.  相似文献   

15.
流体饱和孔隙材料的Biot弹性常数的声学测量   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
本文研究用声学方法测量流体饱和孔隙介质的Biot4个弹性常数,4个弹性常数主要是通过测量水饱和的孔隙样品中的3种体波速度去计算的(流体压缩系数已知)。为了讨论和验证测量结果,我们还进行了两个实验,一是测量空气饱和样品的切变波速度和纵波速度,并求得框架的体积模量和切变模量;二是测量空气饱和样品中的慢纵波速度,并验证样品曲折度的大小。  相似文献   

16.
The compatibility of solid blends: PS/SBR, PS/SBR filled with glass fiber and PS/SBR filled with talc were studied using ultrasonic pulse echo technique. Measurements were carried out at room temperature (298 K) and a frequency of 3 MHz. The ultrasonic velocity for the compressional wave and that for shear wave have been measured to obtain the elastic moduli data by knowing of density. The variation of ultrasonic wave velocities and elastic moduli with weight percent of the blend was found to be linear in PS/SBR blend, indicating some degree of compatibility but the drawback of elastic moduli indicate incompatibility of the system blend, while it deviates from linearity in blends of PS/SBR filled with glass fiber and talc but the increase in elastic moduli indicates that there is an increase in degree of compatibility between PS and SBR due to adding of glass fiber or talc. The ultrasonic absorptions for longitudinal wave in the temperature range from 298 to 423 K in the studied system were measured using ultrasonic pulse echo technique. Typical results showing the temperature dependence of the ultrasonic absorption at frequencies of 1, 2, 3 and 5 MHz are illustrated for all samples of the different compositions. The study of compositional and temperature dependence of the ultrasonic absorption in the present studied blends reveals the same behavior of the compatibility degree of the blends. Density data of the blends confirmed the ultrasonic results. Also the correlation between hardness and elastic moduli for the present blend systems has been studied.  相似文献   

17.
康端  巫翔 《物理学报》2017,66(23):236201-236201
利用第一性原理研究了InOOH在高压下的氢键对称化行为及其对InOOH弹性等性质的影响.结果表明约在18 GPa时InOOH中的氢键发生了对称化转变,导致轴比率b/c对压力的斜率由负值变为正值;压缩弹性常数、非对角弹性常数、体积模量和纵波波速出现异常增加,如体积模量增加了20%—40%.高压下InOOH弹性性质呈现出更加明显的各向异性.常压下InOOH呈现韧性,且伴随着氢键对称化韧性异常增加.对畸变金红石型MOOH(M=Al,In,Ga,Fe,Cr)化合物在高压下的弹性性质转变与氢键性质转变的耦合规律进行了初探.  相似文献   

18.
《Composite Interfaces》2013,20(4-5):343-368
We couple a morphological study of a mixture of diblock copolymers and rod-like, solid nanoparticles with a micromechanical simulation to determine how the spatial distribution and aspect ratio of the particles affects the mechanical behavior of the composite. The morphological studies are conducted through the SCF/DFT technique, which couples the self-consist field theory (SCFT) for the diblocks and a density functional theory (DFT) for parallelepiped particles. Through the SCF/DFT calculations, we obtain the equilibrium morphology of the diblock/particle mixtures. We find that the distribution of particles within the polymers is dependent not only on the relative interaction energies between the particles and the different blocks, but also on the aspect ratio of the rod-like solids. The output of the SCF/DFT model serves as the input to the Lattice Spring Model (LSM), which consists of a three-dimensional network of springs. In particular, the location of the different phases is mapped onto the LSM lattice and the appropriate force constants are assigned to the LSM bonds. A stress is applied to the LSM lattice, and we calculate the local stress and strain fields and overall elastic response of the material. We find that high aspect ratio rods can dramatically increase the Young's modulus of the material. By integrating the morphological and mechanical models, we can isolate how modifications in physical characteristics of the particles and diblocks affect both the structure of the mixture and the macroscopic behavior of the composite. Thus, we can establish how choices made in the components affect the ultimate performance of the material.  相似文献   

19.
刘亚琴  杨士莪  张海刚  王笑寒 《物理学报》2018,67(23):234303-234303
针对压缩波声速n2线性分布、剪切波声速平方线性分布的变参数弹性海底沉积层中声场建模问题,建立了关于压缩波与剪切波本征函数的偏微分耦合方程组,基于微扰法,通过逐次微分给出了本征函数的近似解析解.理论分析表明,只有剪切波声速平方的梯度不为零的情况下,沉积层中的压缩波才会与剪切波产生耦合.压缩波与剪切波耦合的影响会带来本征值的变化,其对近场声传播的影响较小,但远距离声传播损失的预报在考虑耦合后与实测数据符合得更好.此外,耦合还会导致沉积层中本征函数及其导数的变化,使得耦合与非耦合情况下沉积层中质点位移场不同.通过与商用声场软件COMSOL计算结果的对比分析检验了本文方法的正确性,且本文方法计算时间远小于COMSOL软件运行时间.  相似文献   

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