变温粘弹性蠕变型本构方程

文中给出了变温蠕变曲线的概念，给出了由一组恒温蠕变曲线确定沿某一温度历史的变温蠕变曲线的方法，给出了终态温度等效蠕变曲线的概念，最后给出了粘弹性材料在变温下的蠕变型本构方程的一般形式。文中证明了热流变简单材料理论是本文理论的特例，揭示了热流变简单材料理论数学方法的物理意义。     

沥青混合料增量型热粘弹性本构关系研究

基于热粘弹性力学理论,就不同的温度条件下沥青混合料的应力松弛特征开展了试验研究,用广义Maxwell模型模拟沥青混合料的粘弹特性,应用热流变简单材料的时温等效原理对实验结果进行了分析和参数拟合,然后通过理论推导得到沥青混合料非定常和非均匀变温条件下增量型热粘弹性本构关系;在此基础上,给出利用此增量型应力应变本构关系进行沥青路面热粘弹性力学分析的数值实现方法,并给出一个计算实例。     

变温粘弹性杆的轴向位移的解析解

关于粘弹性材料的解析解不多,而关于变温粘弹性材料的解析解则更少．本文在三维变温粘弹性本构方程［1］的基础上,将构件材料的终态温度等效松弛曲线表示成负幂指数的形式,推导出了粘弹性材料的杆在轴力作用下处于变温状态下的位移的解析解．     

温度变化对岩石流变特性影响的理论研究

引入了温度变化对岩石变形特征的影响,建立了改进的弹性单元和粘性单元;基于Burgers流变模型,推导出了变温度场作用下的岩石流变方程,进而推导出了相应的蠕变方程、卸载方程、松弛方程的理论解。在温度场为恒值的情况下,建立的蠕变方程即可退化为经典Burgers蠕变方程,验证了本文理论研究的正确性。研究结果表明,由于温度变化产生的热应力会加速岩石试样的损伤,在减速蠕变和稳定阶段,变温场下的应变速率和应变量均显著增加。     

一种变温非线性粘弹性理论

实验表明,在高温下,某些金属材料呈非线性粘弹性：对不同的应变增量,材料有不同的瞬时弹性模量,所产生的应力沿不同的松弛曲线松弛。该了表述材料这一力学行为的变温非线性粘弹性本构方程,它可用于在高温和变温下工作的构件（如模具）的变形计算。     

对基于恢复时间的剪稀流变模型的进一步探讨及其对squalane油品流变特性的模拟

本文作者前期基于球-杆变形后恢复到原状态的时间,建立了新的形式较简单的流变模型,并模拟了黏度较高的聚合油PAO 650的摩擦系数曲线.本文中将该模型的应用范围进行了推广,模拟了黏度较低的squalane油品的流变特性.把该流变公式应用到点接触热流变弹流润滑的数学模型中,通过与试验测得的摩擦系数的比较确定了使用该模型时squalane油品的待定参数值,进而得到了点接触热流变弹流润滑的完全数值解.结果表明:解得的压力、膜厚和温度的变化规律均符合预期,且摩擦系数曲线与试验结果整体吻合性较好.新流变模型对高、低黏度的油品均能得到合理的流变特性曲线,说明作者的基于恢复时间的流变模型具有一定的正确性和可应用性.另外,由新模型计算得到的squalane油品的剪应力曲线呈现出一近似水平段,这也在一定程度上解释了流变试验文献中多次提到的极限剪应力现象.     

瞬态热冲击下层合材料板界面的热弹性行为

基于带有两个热松弛时间的G-L广义热弹性理论, 利用有限元方法研究了零阻抗理想界面层合板在瞬态热冲击诱导的位移、应力和温度等通过界面时的热弹性行为. 通过比较不同层中材料的比热容、热导系数、热松弛时间和密度等对界面处的位移、应力和温度的影响, 研究了不同材料参数对复合材料热力学行为影响, 发现不同材料参数将导致热穿过界面时界面处温度、位移和应力发生突变, 研究结果可以为由热引起的层合板挠曲变形提供理论依据.      

A GENERALIZED PIEZOELECTRIC-THERMOELASTIC THEORY WITH STRAIN RATE AND ITS APPLICATION 1)

工程中大量材料的形变介于弹性与黏性之间, 既具有弹性固体特性, 又具有黏性流体特点, 即为黏弹性. 黏弹性使得材料出现很多力学松弛现象, 如应变松弛、滞后损耗等行为. 在研究受热载荷作用的多场耦合问题的瞬态响应时, 考虑此类问题中的热松弛和应变松弛现象, 对准确描述其瞬态响应尤为重要. 针对广义压电热弹问题的瞬态响应, 尽管已有学者建立了考虑热松弛的广义压电热弹模型, 但迄今, 尚未计入应变松弛. 本文中, 考虑到材料变形时的应变松弛, 通过引入应变率, 在Chandrasekharaiah广义压电热弹理论的基础之上, 经拓展, 建立了考虑应变率的广义压电热弹理论. 借助热力学定律, 给出了理论的建立过程并得到了相应的状态方程及控制方程. 在本构方程中, 引入了应变松弛时间与应变率的乘积项, 同时, 分别在本构方程和能量方程中引入了热松弛时间因子. 其后, 该理论被用于研究受移动热源作用的压电热弹一维问题的动态响应问题. 采用拉普拉斯变换及其数值反变换, 对问题进行了求解, 得到了不同应变松弛时间和热源移动速度下的瞬态响应, 即无量纲温度、位移、应力和电势的分布规律, 并重点考察了应变率对各物理量的影响效应, 将结果以图形形式进行了表示. 结果表明: 应变率对温度、位移、应力和电势的分布规律有显著影响.     

考虑应变率的广义压电热弹理论及其应用

工程中大量材料的形变介于弹性与黏性之间, 既具有弹性固体特性, 又具有黏性流体特点, 即为黏弹性. 黏弹性使得材料出现很多力学松弛现象, 如应变松弛、滞后损耗等行为. 在研究受热载荷作用的多场耦合问题的瞬态响应时, 考虑此类问题中的热松弛和应变松弛现象, 对准确描述其瞬态响应尤为重要. 针对广义压电热弹问题的瞬态响应, 尽管已有学者建立了考虑热松弛的广义压电热弹模型, 但迄今, 尚未计入应变松弛. 本文中, 考虑到材料变形时的应变松弛, 通过引入应变率, 在Chandrasekharaiah广义压电热弹理论的基础之上, 经拓展, 建立了考虑应变率的广义压电热弹理论. 借助热力学定律, 给出了理论的建立过程并得到了相应的状态方程及控制方程. 在本构方程中, 引入了应变松弛时间与应变率的乘积项, 同时, 分别在本构方程和能量方程中引入了热松弛时间因子. 其后, 该理论被用于研究受移动热源作用的压电热弹一维问题的动态响应问题. 采用拉普拉斯变换及其数值反变换, 对问题进行了求解, 得到了不同应变松弛时间和热源移动速度下的瞬态响应, 即无量纲温度、位移、应力和电势的分布规律, 并重点考察了应变率对各物理量的影响效应, 将结果以图形形式进行了表示. 结果表明: 应变率对温度、位移、应力和电势的分布规律有显著影响.      

高聚物玻璃化的不平衡性及流变行为

高聚物在玻璃化转变前后表现出截然不同的力学、物理及流变特性,并在玻璃态下继续松弛。本文介绍了有关经典理论的形成和发展,最后从热力学、统计力学、动理学(kinetics)3方面联合考虑提出了3维空间(PVT/PST)数学表象,这是目前处理这方面问题较完善的理论。     

Thermal contraction and volume relaxation of amorphous polymers

Two experimental techniques are described for the determination of the change of specific volume of polymers with temperature and aging time, which allow measurements between – 160 °C and + 200 °C. Four technical amorphous polymers, PS, PVC, PMMA and PC have been investigated. Volume-temperature curves under constant rate of cooling are presented and interpreted with respect to relaxation processes known from other physical investigations. The rate dependence of dilatometric glass transition temperatures is compared with the time dependence of rheometric glass transition temperatures from shear creep data. Volume relaxation data at constant aging temperature are presented. Aging is found to proceed until very low temperatures in the glassy state for e.g. PMMA.For polystyrene, a comparison is made between the predictions of a very simple theory of volume relaxation due to Kovacs with experimental data, using additional information from volume temperature curves and the time temperature shift of the shear creep transition. The theory predicts a rate of volume relaxation which is much lower than that found by experiment.     

Thermorheological behavior of polyethylene: a sensitive probe to molecular structure

Recent investigations have shown that different topographies in polyethylene (PE) lead to either thermorheological simplicity (linear and short-chain branched PE) or two different types of thermorheologically complex behavior. Low-density polyethylene (LDPE) has a thermorheological complexity, which can be eliminated by a modulus shift, while long-chain branched metallocene PE (LCB-mPE) has a temperature dependent shape of the spectrum and thus a total failure of the time-temperature superposition principle. The reason for that behavior lies in the different relaxation times of linear and long-chain branched chains, present in LCB-mPE. The origin of the thermorheological complexity of LDPE might be the temperature dependence of the miscibility of the different molar mass fractions that differ in their content of short chain branches.     

螺旋压缩弹簧应力松弛特性试验分析及其应用

本文通过应力松弛试验、理论推导及数值模拟研究了高温下螺旋压缩弹簧的应力松弛规律,并利用加速模型对工况下弹簧应力松弛服役寿命做出预测。首先,根据螺旋压缩弹簧的结构特点搭建了弹簧应力松弛连续动态测试装置,该装置不仅避免了传统测试方法存在的缺陷,而且能够保证试验过程中位移载荷恒定,并实时监测载荷变化。本文以某飞机舱门单锁机构中的螺旋压缩弹簧为试验对象进行了不同温度条件下的应力松弛试验,得到其松弛动力学曲线,并基于Arrhenius模型建立了弹簧在工况下的应力松弛服役寿命预测模型;其次,基于应力松弛和蠕变在本质上的一致性,结合金属材料蠕变规律并根据试验弹簧的受力特点,推导出用于描述试验材料松弛行为的蠕变本构方程,由试验结果获得该本构方程的材料常数;最后,通过该本构方程及材料常数,在ANSYS软件中对试验弹簧的松弛过程进行模拟,结果表明,模拟结果与试验结果误差不大于4%。因此,通过本文方法所建立的蠕变方程对弹簧在不同载荷条件下的应力松弛规律进行仿真分析具有一定的可行性与准确性。     

A model for the thermorheological behavior of viscoelastic fluids

Using a power-law ansatz for the temperature dependence of the shear modulus on the level of internal variables, the thermorheological behavior is modeled for viscoelastic fluids of a special group of rheological constitutive equations (rate-type models). The model parameter introduced characterizes thermoelastic contributions. The relation between the model parameter and the physical quantities appearing in deformation processes is discussed. Based on the chosen temperature dependence of the shear modulus, thermodynamically consistent equations like the nonlinear rheological constitutive equation and the temperature equation are derived. The special cases of entirely entropy and energy elastic fluids are also considered. The thermorheological behavior (exo-, - or endothermal processes) of a viscoelastic fluid in a stress-growth experiment followed by relaxation is analyzed with respect to the model parameter.     

一种电力架空线垂度的简算方法

以输配电工程中带有绝缘子的电力架空线为研究对象, 简化绝缘子的力学模型, 采用纵横弯 曲理论推导了钢芯铝铰线的挠度方程, 计算了在自重和温度载荷共同作用下的架空线垂度和 水平张力. 计算结果表明, 文中算法简单有效, 架空线跨距和温度等是架空线垂度的主要 影响因素. 架空线垂度对温度的平均变率为2.55mm/$^{\circ}$C; 当跨距减 小1%时, 垂度增加近60%.     

Physical Relations for Wood at Variable Humidity

Abstract. The paper discusses the physical relations between wood at a plane state of stress and variable humidity. A simple theory for wetted wood under stress is constructed based on the balance equations and the thermodynamics of irreversible processes. The theoretical curves are compared with experimental curves for pine sapwood wetted at uniaxial and biaxial states of stress. The so-called mechano-sorptive effect, which arises during the simultaneous action of mechanical loading and wetting process, is taken into account. A high consistency of the theoretical and experimental curves is stated.