赵荣国[1]2001年在《含损伤非线性粘弹性材料本构理论研究》文中研究指明粘弹性理论是在力学和材料之间发展起来的边缘科学，是连续介质力学的一个重要组成部分。目前，国内外学者在粘弹性理论研究领域取得了许多重要的研究进展，线粘弹性理论已发展得较为完善，非线性粘弹性理论由于实验和数学上存在的困难尚处于不断的发展完善之中。在载荷或环境条件下，材料力学性能是一个逐渐劣化的过程，材料中萌生的微缺陷会随着材料变形程度的加剧而不断长大、串接、汇合并最终造成材料的破坏。为精确描述非线性粘弹性材料的力学行为，必须考虑损伤对材料本构关系的影响。 本文应用粘弹性理论中的弹性回复对应原理，给出了叁维各向同性材料的非线性粘弹性本构关系；从非线性粘弹性材料的连续介质热力学分析入手，结合聚丙烯试件在动态拉伸过程中的扫描电镜观察，得到了聚合物一类非线性粘弹性材料的损伤演化方程；采用连续介质损伤力学方法，根据应变等效假设得到含损伤非线性粘弹性松弛型本构关系，根据应变能等效假设得到含损伤非线性粘弹性蠕变型本构关系。 针对不同应变率条件下的单轴拉伸和已知等幅循环应变历史两种情形，分别运用不考虑损伤和考虑损伤的非线性粘弹性本构方程对材料的力学行为进行模拟，验证了应用含损伤非线性粘弹性本构关系得到的理论曲线与实验结果吻合得更好的结论。
孟红磊[2]2011年在《改性双基推进剂装药结构完整性数值仿真方法研究》文中进行了进一步梳理在战术火箭武器向着小型化、远程化发展的需求下,大量高能推进剂得到使用,装药长径比进一步增大,装填密度不断提高,使得装药结构完整性问题突出显现。改性双基推进剂由于其比冲高,低特征信号和燃气清洁等特点已成为中小口径战术火箭的主要动力源之一。因此针对改性双基推进剂数值完整性分析开展研究,将为这类发动机设计提供理论支持。全文的工作主要包括以下几个方面：(1)针对目前松弛模量获取方法所存在的不足进行改进,在国外先进理论的基础上,提出了一种改进型的静态松弛模量获取方法,并基于线性粘弹性理论和等速拉伸实验验证了该方法的准确性和优越性。(2)在累积损伤模型的基础上提出了一种修正型累积损伤模型,利用该损伤模型,结合蠕变破坏实验和等速拉伸破坏实验,建立了改性双基推进剂屈服判据和破坏判据,能够较好预测不同应变率下的屈服和破坏。(3)结合Schapery的含损伤的非线性粘弹性理论和累积损伤模型,建立了改性双基推进剂材料含累积损伤的非线性粘弹性本构方程,根据不同速率下的等速拉伸应力应变实验曲线拟合本构方程参数,并将本构方程扩展到叁维形式。(4)对建立的含累积损伤的非线性粘弹性本构方程进行数值展开,获得应力更新方程和材料Jacobian矩阵,利用FORTRAN语言编制了自定义材料本构模型子程序,将子程序融合到ABAQUS软件中进行数值仿真,通过实验验证了本文建立的本构模型和数值方法具有一定的准确性。(5)利用本文建立的有限元数值方法对非均布压力载荷作用下的改性双基推进剂自由装填药柱结构进行了数值计算研究,计算并分析了压力载荷特性、星孔几何参数及包覆层材料对装药结构完整性的影响规律,结果显示压差对装药结构完整性影响很大,压差一定时,压力幅值和压力上升沿时间对装药结构完整性影响较小,但是较大的压力幅值和较小的压力上升沿时间通常会导致压差的增大。所以在发动机设计时应设法减小压差。星尖圆弧半径系数和角分数对装药结构完整性影响明显,肉厚系数对玻璃纤维包覆的改性双基推进剂装药结构完整性影响较小,对叁元乙丙橡胶包覆的改性双基推进剂装药结构完整性影响明显。在非均布压力载荷下玻璃纤维这类较硬的包覆层对药柱起到了较好的保护作用。本文围绕改性双基推进剂装药结构完整性数值仿真方法建立起的理论、方法及结论,将很好地指导固体火箭发动机装药设计。
陈兴[3]2015年在《粘弹性材料界面结构的破坏行为分析》文中认为固体火箭推进剂是一种典型的粘弹性材料,由金属壁壳-推进剂组成的界面结构破坏是发动机失效的一个重要环节,外部载荷和环境作用以及粘弹性特性改变又是界面处破坏的重要影响因素。本文针对复合固体火箭推进剂的粘弹性性质,基于临界J积分理论和内聚力理论研究了推进剂界面结构的破坏行为。首先,基于J积分理论研究了不同温度和拉伸速率作用下,推进剂仿真模型的预制裂纹尖端J积分的变化规律,通过界面粘接强度来确定各个条件下预制裂纹发生扩展的临界J积分值。研究临界J积分与温度和拉伸速率的关系,将这个关系作为评价特定环境下推进剂界面结构发生破坏的J积分准则。然后,建立推进剂界面结构的内聚力模型,使用内聚力单元模拟连接推进剂和金属壁壳的粘接层结构。基于该内聚力模型,模拟在温度和拉伸速度载荷环境组合中推进剂界面层破坏行为。输出断裂消耗的能量变化,以某一速度为裂纹起裂和快速扩展的分界点,得到推进剂界面结构发生破坏的临界能量释放率,并对结果进行分析。研究临界能量释放率和温度、拉伸速率之间的关系,将这个关系作为评价特定环境下推进剂界面结构发生破坏的内聚力准则。两类损伤准则均是断裂能量关于温度和拉伸速率的函数,是通过不同途径得到的同一类型的关系。对比两种评价界面破坏的准则,结合实际应用中的安全考量,得到二者中较好的一种评价方法。最后,进一步研究复合固体推进剂界面结构的破坏行为,将内聚力单元引入到界面层内和推进剂单元之间,通过施加载荷和改变环境因素研究推进剂界面的裂纹扩展的问题。
傅衣铭, 王永[4]2005年在《考虑损伤效应的粘弹性层合板的非线性动力响应分析》文中研究指明扩展了Ladeveze的复合材料单层板的损伤模型,使之可用于考虑剪切粘弹性的复合材料层合板的损伤分析,基于VonKarman方程,建立了考虑损伤效应的粘弹性复合材料层合板的非线性动力学方程,且应用有限差分法和迭代法进行求解。数值结果表明,考虑结构的损伤和损伤演化时,结构的非线性动力响应将发生显着的变化。
参考文献：
[1]. 含损伤非线性粘弹性材料本构理论研究[D]. 赵荣国. 湘潭大学. 2001
[2]. 改性双基推进剂装药结构完整性数值仿真方法研究[D]. 孟红磊. 南京理工大学. 2011
[3]. 粘弹性材料界面结构的破坏行为分析[D]. 陈兴. 哈尔滨工业大学. 2015
[4]. 考虑损伤效应的粘弹性层合板的非线性动力响应分析[J]. 傅衣铭, 王永. 复合材料学报. 2005