蠕变模型

摘要： 针对西南地区某机场加筋边坡的离心模型试验,建立与离心试验尺寸一致的有限元数值模型,并采用考虑时间因素的Cvisc蠕变模型与M-C模型,模拟分级加载过程中离心模型的位移、土压力、筋材拉力随时间的发展和分布情况,并与离心模型试验结果进行比较。采用Cvisc模型研究了不同筋材长度,以及不同部位的筋材加密和筋材模量增加对加筋边坡的影响。研究结果表明:Cvisc蠕变模型能较好地描述变加速度加载的离心模型试验,引进时间因子能反映出不同时刻下离心模型的位移、土压力、筋材拉力;随着筋材长度的增加,潜在滑面后移,边坡稳定性提高;在1/3坡高处筋材拉力和水平位移最大,通过对1/6~1/2坡高范围内筋材加密或模量增加,是提高边坡稳定性最有效的方法,筋材加密效果优于筋材模量增加。

摘要： 针对生物酶改良粉土的固结蠕变特性,开展了不同生物酶掺量下粉土的一维固结蠕变试验,分析生物酶改良粉土的应变随时间的变化规律及次固结系数随固结应力的变化情况,提出了一种反映生物酶改良粉土蠕变过程应变与时间关系的双曲线蠕变模型,并分析生物酶掺量对双曲线蠕变模型相关参数的影响。结果表明:1)生物酶改良粉土的应变随时间的增加而增大,加载前期应变较大,后期逐步减缓并呈稳定发展趋势,生物酶改良粉土具有明显的非线性蠕变特性。2)素粉土的次固结系数随固结应力的增加呈先减小后增大再减小的趋势,改良后粉土较素粉土的次固结系数小,生物酶能有效改善粉土的蠕变特性。3)生物酶改良粉土的应变-时间关系为典型的双曲线,对该双曲线进行拟合,对比生物酶改良粉土的应变-时间曲线和双曲线蠕变模型理论曲线,建立的双曲线蠕变模型能较好地描述生物酶改良粉土蠕变过程的应变与时间关系。

摘要： 随着西部地区煤矿建设,多数斜井需穿越弱胶结富水洛河组砂岩地层,采用常规掘进方式存在巨大安全隐患,往往采用冻结法施工掘进;人工冻结解冻后富水洛河组砂岩具有显著的蠕变特性,对于斜井井筒的长期安全稳定影响明显;通过对不同冻结温度下解冻后洛河组砂岩进行单轴压缩蠕变力学试验,从而建立了更为简洁的砂岩非线性分数阶蠕变力学模型;构建了解冻后砂岩的分数阶蠕变力学模型,将试验数据与拟合曲线进行对比分析。结果表明:随着冻结温度的降低,解冻后洛河组砂岩的蠕变量增大,蠕变速率增大,非线性程度升高;非线性分数阶蠕变模型可以很好地模拟解冻后洛河组砂岩的蠕变过程,模型更为简单方便。

摘要： 对锚固边坡而言,建立锚索预应力损失模型的前提是假设岩体均匀受力,而框格梁是岩体均匀受力的保障,在框格梁的作用下,岩土体的实际受力情况更接近于假设条件。鉴于此,考虑锚索、框格梁及岩体三者之间的相互作用关系,建立新的锚索预应力损失模型,并通过对比分析现场监测数据及已有模型的计算结果,验证新建模型的准确性和适用性。另外,基于新建模型,对不同时间节点下锚索的2次张拉效果进行分析,探讨锚索预应力的后期补偿时机。研究结果表明:考虑框格梁的作用后,新建模型的精度更高,新建模型不仅可以对锚索预应力的损失量进行计算,同时可以对锚索预应力达到稳定的时间进行准确预测;施工完成20 d后对锚索进行2次张拉均可达到理想的预应力补偿效果;锚索原预应力损失程度不同,其2次张拉效果也不相同,锚索的原预应力损失量越大,2次张拉时,其预应力补偿效果越明显。

摘要： 为了研究干热岩热储层岩石长期力学性能,通过网格化微米压痕蠕变试验方法研究了花岗岩时间相关细观力学变形。结果表明:在恒定载荷作用下,花岗岩压痕点均表现出明显的蠕变变形;串联弹簧元件和Abel黏壶组成的分数阶Maxwell模型,较好地描述了花岗岩在压头恒定载荷下的时间相关变形;通过网格化微米压痕试验拟合得到的细观力学参数与花岗岩成分及宏观力学参数之间的关系尚不明确,有待进一步研究。同时,作为一种新型的岩石细观力学特性定量评价方法,微米压痕测试技术在岩石力学参数测试上表现出良好的应用前景。

摘要： 岩石蠕变滑移失稳是诱发断裂滑移型岩爆的主要原因之一,为了揭示岩石蠕变失稳过程的力学响应特征,文中通过理论分析和试验研究,分析了岩石剪切滑移失稳过程的蠕变增长模式和力学响应特征,建立了轴向荷载作用下的岩石剪切破坏时效损伤蠕变模型。研究结果表明:该模型可以很好地描述岩石剪切滑移失稳过程的蠕变演化特征,也能够表征岩石不同蠕变演化阶段的力学响应差异;在轴向荷载作用下,岩石剪切滑移失稳过程具有明显的阶段化特征,存在典型的减速蠕变阶段、等速蠕变阶段和加速蠕变阶段;岩石蠕变增长速率受弹性模量和黏性系数等影响,也受时效损伤效应影响,尤其对于加速蠕变阶段影响显著,这是造成岩石非线性加速蠕变失稳的原因之一。

摘要： 在水利水电、水底隧道等岩土工程建设中,伴有初始损伤的岩石材料长期处于轴压水压耦合环境下,严重影响岩土工程的长期稳定性.为保证处于轴压水压耦合环境下岩土工程的长期稳定性,以预加载制备的裂隙砂岩岩样为研究对象,利用特制的流固耦合多通道岩石流变系统,开展轴压水压耦合作用下裂隙砂岩单级加载蠕变试验及其蠕变模型研究,主要分析压力水与初始荷载对裂隙岩样蠕变特性的影响规律,并讨论所建立蠕变模型的准确性与合理性.结果表明:裂隙砂岩的轴向蠕变量随水压增大而减小,蠕变加速阶段的最大蠕变速率随着水压升高而增大,初始阶段和破坏阶段的最大轴向蠕变速率随初始荷载增大而增大.基于损伤理论,建立考虑初始损伤的蠕变模型基本元件的非线性方程;根据幂函数方程,提出加速蠕变黏塑性模型;根据轴压水压耦合作用下裂隙砂岩的蠕变变形特征,建立考虑时效损伤的1维非线性蠕变模型;基于增量理论,构建轴压水压下考虑时效损伤的3维非线性蠕变模型.所建立的蠕变模型预测的理论蠕变曲线与轴压水压下裂隙砂岩蠕变试验结果吻合度较高,表明所建立的蠕变模型能较好地描述轴压水压耦合作用下裂隙岩石的蠕变变化特征,蠕变模型合理.该成果为评价地应力与压力水耦合作用下岩土工程的长期稳定性提供了理论依据.

摘要： 在水利水电、水底隧道等岩土工程建设中,伴有初始损伤的岩石材料长期处于轴压水压耦合环境下,严重影响岩土工程的长期稳定性。为保证处于轴压水压耦合环境下岩土工程的长期稳定性,以预加载制备的裂隙砂岩岩样为研究对象,利用特制的流固耦合多通道岩石流变系统,开展轴压水压耦合作用下裂隙砂岩单级加载蠕变试验及其蠕变模型研究,主要分析压力水与初始荷载对裂隙岩样蠕变特性的影响规律,并讨论所建立蠕变模型的准确性与合理性。结果表明:裂隙砂岩的轴向蠕变量随水压增大而减小,蠕变加速阶段的最大蠕变速率随着水压升高而增大,初始阶段和破坏阶段的最大轴向蠕变速率随初始荷载增大而增大。基于损伤理论,建立考虑初始损伤的蠕变模型基本元件的非线性方程;根据幂函数方程,提出加速蠕变黏塑性模型;根据轴压水压耦合作用下裂隙砂岩的蠕变变形特征,建立考虑时效损伤的1维非线性蠕变模型;基于增量理论,构建轴压水压下考虑时效损伤的3维非线性蠕变模型。所建立的蠕变模型预测的理论蠕变曲线与轴压水压下裂隙砂岩蠕变试验结果吻合度较高,表明所建立的蠕变模型能较好地描述轴压水压耦合作用下裂隙岩石的蠕变变化特征,蠕变模型合理。该成果为评价地应力与压力水耦合作用下岩土工程的长期稳定性提供了理论依据。

摘要： 为研究深部高地应力环境下含白云母及石墨炭质板岩蠕变变形规律和加速蠕变特性,开展室内40 MPa围压下分级加载蠕变试验,结合硬化损伤理论改进CVISC模型,构建可以响应加速蠕变阶段的硬化损伤蠕变模型.通过推导不同应力水平下的三维蠕变差分方程,实现新模型的FLAC3D二次开发,并对其进行验证和应用.研究结果表明:新建模型可正确反映炭质板岩试样的衰减蠕变、稳态蠕变和加速蠕变的全蠕变特性,模拟结果与室内试验蠕变曲线规律一致.应用FLAC3D中新建模型模拟实际工况,围岩变形量与现场实测数据较为吻合,拱顶沉降和水平收敛的相对误差分别为3.9％和9.4％,表明新模型具有工程适用性.研究成果可对西部地区高地应力环境下含白云母和石墨的炭质板岩隧道围岩蠕变变形提供理论参考.

摘要： 针对基坑开挖在软黏土地区具有显著的时空效应的特点,采用线性Drucker-Prager模型和时间硬化幂函数法则耦合的蠕变模型以反映基坑开挖的时空效应,将该蠕变模型运用于某基坑施工的数值模拟,重点分析基坑施工对邻近隧道变形影响.数值模拟结果表明:采用该耦合蠕变模型所得的隧道收敛变形计算值与监测数据大致吻合,可有效反映基坑开挖的时空效应,可为类似工程的施工控制提供理论依据.

摘要： 将黏弹塑性体(NVPB模型)和Maxwell蠕变模型串联,并考虑蠕变过程中岩石弹性模量随时间的弱化,提出了一种新的非定常非线性黏弹塑性蠕变本构模型,通过泥岩蠕变试验数据对该非定常非线性蠕变模型的参数进行了辨识.将该蠕变模型的计算结果和试验数据进行了对比,证明了本文所建立的非定常非线性黏弹塑性蠕变模型的正确性与合理性.

摘要： 蠕变是影响煤矿稳定的一个重要原因,因此研究煤岩的蠕变是十分有必要的.通过引入分数阶微积分的概念,对传统的西原正夫蠕变模型进行了改进.以具有粘弹性性质的Abel粘壶替代西原正夫模型中的Kelvin体,得到了改进的西原正夫模型.新模型较西原正夫模型更加简洁.以非关联流动法则为基础,推导了新模型在三轴应力下的蠕变方程.基于单轴和三轴的煤岩蠕变实验对模型进行了验证,并和西原正夫蠕变模型进行了对比研究.结果表明此模型可以准确地模拟煤岩的蠕变过程,并较西原正夫模型具有更高的精度.

摘要： 本文基于蠕变模型，采用静态有限元方法对不同轴重下的路面车辙问题进行了分析。计算结果表明，在同样车速和同样作用轴次的情况下，轴重为250kN时作用后的车辙深度是标准轴重时的1.76倍，重载车辆的反复作用更容易使沥青路面出现较大的车辙病害，因此，对车辆的超载超重控制可以有效地减缓沥青路面早期车辙病害的发生。

摘要： 利用非线性有限元软件ABAQUS提供的二次开发功能，实现了电迁移作用下蠕变模型的嵌入,之后对均匀板在力热电三场作用下的蠕变分析算例进行数值计算，并对蠕变应变的理论计算结果和有限元结果进行了对比。研究证明本次编写的电迁移作用下蠕变模型子程序能够在ABAQUS中实现力热电三场作用下的蠕变模型的分析计算，弥补了ABAQUS自带蠕变模型的不足.

摘要： 中国存在大量高速公路跨越软土地区的现象,而复合地基是控制软基变形的常用方法.本文针对CFG桩这类常见的复合地基,基于ANSYS有限元,结合路基实际施工图纸,建立含CFG桩的复合地基计算模型,并采用蠕变模型开展数值计算研究,以弄清路基在填筑完成后不同时期的沉降变形规律,并揭示路基上不同部位特征点的沉降变化规律.这为工程人员提供合理的设计和施工参数,同时确保路基施工质量及高速公路运营安全.

摘要： 高心墙堆石坝的砾质土筑坝材料含有较大颗粒,又含有大比例的黏性土,渗透系数较低,试验需要用大尺寸的仪器.大尺寸试验排水、饱和困难、试验周期长、难度大,一直是试验工作的难点,在砾质土试样中预留砂芯加速排水饱和的方法可以有效地解决该问题.对掺砾黏土样进行了大型三轴流变试验,通过实测蠕变量和蠕变模型参数对掺砾后黏土样的流变特性进行了分析.研究结果表明,掺砾黏土样的蠕变量与时间关系呈现较好的幂函数关系,采用长江科学院蠕变模型可准确地描述其流变特性;在相同饱和状态下掺砾样的蠕变量和蠕变模型参数指标较低,说明掺砾起到了改善土样工程性状的功能;在均为土样或者掺砾样条件下非饱和状态的蠕变指标明显低于饱和状态下的蠕变指标,说明预留砂芯加速排水的方法起到了明显的作用,促进了试样的充分饱和.

摘要： 通过室内三轴压缩蠕变试验,对望江地区淤泥质粉质黏土的蠕变力学特性进行了研究.试验结果表明:当偏应力水平加载至75％～90％的三轴抗剪强度时,原状土土样即发生快速变形;蠕变试验的等时曲线显示该淤泥质粉质粘土的蠕变特性具有明显的非线性特征;基于试验结果,采用广义Kelvin模型和Burgers模型对土样蠕变特性进行描述.采用优化分析软件1stOpt对模型参数进行辨识,得到不同围压和各级偏压下淤泥质粉质粘土的蠕变模型参数,采用两种蠕变模型计算所得曲线与试验曲线吻合良好,两种模型均可准确描述其蠕变力学特性,Burgers蠕变模型模拟淤泥质粉质粘土蠕变变形优于广义Kelvin蠕变模型.

摘要： 按遗传流变理论来推导软黏土的蠕变模型，提出了一种新的蠕变核函数形式的选取方法，即用修正Burgers模型的导数形式作为蠕变核函数，随着参数取值的不同，该经验模型能模拟蠕变发展到不同阶段的蠕变曲线，探讨了该模型能精确描述软黏土的蠕变变形的原因，模型具有参数少、物理意义明确，适用性强的特点，能有效地描述湛江软黏土的蠕变特性。该研究内容也是对分数阶微积分进行应用研究的一种新的尝试。

摘要： 按遗传流变理论来推导软黏土的蠕变模型，提出了一种新的蠕变核函数形式的选取方法，即用修正Burgers模型的导数形式作为蠕变核函数，随着参数取值的不同，该经验模型能模拟蠕变发展到不同阶段的蠕变曲线，探讨了该模型能精确描述软黏土的蠕变变形的原因，模型具有参数少、物理意义明确，适用性强的特点，能有效地描述湛江软黏土的蠕变特性。该研究内容也是对分数阶微积分进行应用研究的一种新的尝试。

摘要： 本文介绍了国内外核反应堆压力容器严重事故方面的研究现状,包括压力容器蠕变失效的研究成果,相关研究提供大量的试验结果、蠕变本构模型和损伤理论,失效准则、有限元分析方法以及与材料高温相关的参数,对于开展严重事故下压力容器蠕变分析及试验研究具有重要的参考价值.

摘要： 本发明公开了一种针对蠕变试验的蠕变本构模型参数识别方法，包括以下步骤：在y方向的蠕变载荷F提取在第k个应变测量时刻tk处试样分析面第i个测量点的应变的测量值εy(xi,yi,tk)，获得在tk时刻试样分析面第i个测量点的蠕变应变确定以第i个测量点为中心的网格面积Ai；选择蠕变本构模型，将蠕变应变εcr表示为应力水平σ和蠕变时间t的函数；获得蠕变载荷F作用下的虚功；获得用于识别蠕变本构模型参数的目标函数，求得目标函数的极小值对应的p的取值分别为popt，对应的参数popt即为识别的蠕变本构模型参数值。该发明的优点在于：当材料和环境条件不变的情况下，根据受力情况就可以预测试样材料蠕变变形行为。

摘要： 本发明提供了一种基于蠕变延性的高温蠕变寿命预测模型，基于能量守恒和熵守恒建立的蠕变寿命与蠕变延性的相关性，并考虑蠕变延性随蠕变应变速率的变化，提出以下预测模型：本发明可实现不同蠕变机制下高温蠕变寿命的预测，预测可靠性高。

摘要： 本发明公开了一种应用于蠕变时效成形的柔性模具，包括压边条、单元体、侧壁、固定板、液压缸、底座、托架、液压控制系统、液压油接管，托架和呈点阵式分布的多个液压缸均设在底座上，侧壁和固定板设在托架上，固定板上开设有与液压缸位置对应的通孔，单元体包括单元体主体和球形端头，单元体主体匹配穿过通孔，单元体主体的下端与液压缸的活塞相连，压边条设在侧壁上；球形端头的上表面呈球形曲面，球形端头的表面顶部构成模具型面；液压控制系统通过控制液压缸内活塞的升降来调节模具型面的变化。本发明还提供了一种基于柔性模具的蠕变时效成形方法。本发明解决了面对不同曲率构件成形需要频繁更换型面甚至替换模具的问题。

摘要： 本发明提供了一种基于蠕变激活能的高温蠕变寿命预测解析计算方法，基于蠕变激活能的应力相关性，建立一种蠕变寿命预测方法，将推导出的参数k1,μ,D,m代入以下寿命预测模型：即可精准有效的预测出材料的高温蠕变寿命，解决不同应力水平下由于蠕变机制变化引起的蠕变寿命预测难题，提高长时寿命预测精度。

摘要： 本发明公开了一种塑性瞬态蠕变条件下考虑与载荷无关的拘束参量的蠕变孕育期预测方法，在Davies工作的基础上，提出了考虑拘束效应的蠕变孕育期预测模型。利用韧性耗散损伤模型，引入了与载荷无关拘束参量Q*计算考虑拘束效应的蠕变孕育期。使用紧凑拉伸试样(CT)施加主载荷进行蠕变模拟实验，本发明的有益效果：能够在结构中简洁有效的预测出塑性瞬态蠕变条件下蠕变孕育期。

摘要： 本发明公开了一种弹性瞬态蠕变条件下耦合残余应力和拘束效应高温结构的蠕变孕育期预测方法，本发明在Davies工作的基础上，提出了耦合残余应力和拘束效应的蠕变孕育期预测模型。利用参考应立法，引入了弹性追随因子Z计算考虑残余应力的蠕变孕育期。使用紧凑拉伸试样(CT)通过预压缩产生残余应力，并施加主载荷进行蠕变实验。本发明能够在结构中简介有效的预测出弹性瞬态蠕变条件下蠕变孕育期。

摘要： 本申请一方面提供一种蠕变本构模型构建方法，包括：构建减速蠕变阶段的蠕变曲线；构建恒速蠕变阶段的蠕变曲线；构建加速蠕变阶段的蠕变曲线；将本蠕变构模型参数与温度、应力进行关联；构建蠕变本构模型。另一方面提供一种航空发动机涡轮叶片蠕变预测方法，包括：构建涡轮叶片三维有限元模型，在其上施加工作载荷，计算涡轮叶片三维有限元模型节点的应力、应变及其温度；基于涡轮叶片三维有限元模型节点的应力、应变及其温度，利用上述的蠕变本构模型构建方法构建的模型，计算蠕变变形及其松弛应力。

摘要： 本发明公开了一种针对蠕变试验的蠕变本构模型参数识别方法，包括以下步骤：在y方向的蠕变载荷F提取在第k个应变测量时刻tk处试样分析面第i个测量点的应变的测量值εy(xi,yi,tk)，获得在tk时刻试样分析面第i个测量点的蠕变应变确定以第i个测量点为中心的网格面积Ai；选择蠕变本构模型，将蠕变应变εcr表示为应力水平σ和蠕变时间t的函数；获得蠕变载荷F作用下的虚功；获得用于识别蠕变本构模型参数的目标函数，求得目标函数的极小值对应的p的取值分别为popt，对应的参数popt即为识别的蠕变本构模型参数值。该发明的优点在于：当材料和环境条件不变的情况下，根据受力情况就可以预测试样材料蠕变变形行为。

摘要： 本发明公开了一种变载荷历程下的蠕变损伤计算方法及模型，该方法的步骤为：根据单轴蠕变试验获得材料不同温度和应力下的蠕变应变‑时间曲线、最小蠕变速率断裂蠕变应变和断裂寿命tf；选择蠕变本构方程，通过单轴蠕变试验拟合得到材料的蠕变本构参数；根据两件简单的两级变载荷蠕变试验数据拟合得到参数A，B；通过材料多级变载荷蠕变试验，记录每一级载荷产生的变形增量；计算材料多级变载荷蠕变试验前n‑1级产生的蠕变损伤；根据变载荷蠕变损伤计算模型若知道第n级载荷作用的时间，可预测第n级载荷作用下材料产生的变形量，若第n级载荷加载直至断裂，则可预测该级载荷作用的时间。是一种考虑加载历程的更为精确的变载荷蠕变损伤计算方法。

摘要： 本公开实施例提供了一种镍基单晶高温合金蠕变模型参数确定与蠕变寿命预测方法，镍基单晶高温合金蠕变模型参数确定方法包括：提供一目标试验件；对所述目标试验件在预设温度下进行多次蠕变试验，获取多次蠕变试验的试验数据；根据所述试验数据确定蠕变曲线；根据所述蠕变曲线确定不同应力条件下稳态蠕变阶段的蠕变速率；根据所述蠕变速率、晶体塑性理论，通过拟合确定所述预设温度下的蠕变模型参数。本公开得到的蠕变参数可以模拟任意应力条件下的蠕变曲线，且该方法可以应用于任意温度下的蠕变参数确定，结果可靠。