非线性弹性

摘要： 静态和动态的非线性弹性探测实验已经清晰地揭示了岩石具有较强的非线性弹性特性,其中动态探测方法运用共振在岩石内部加载稳定的应变取得了较好的效果,但是野外探测具有一定的难度。本研究利用传播的纵波在岩石内部加载应变,发展了共同传播的纵波研究岩石非线性弹性特性的方法。该方法通过相对低频高振幅的纵波在岩石内的传播在岩石内部加载一定的应变,并且通过同时传播的相对高频低振幅的纵波探测岩石内的弹性模量变化量。弹性模量变化量能够从一定程度上反映出岩石的非线性弹性特性,当被探测目标为线性弹性材料时,其弹性模量变化量通常为零;当被探测目标为岩石时,其弹性模量变化量表现出了一定的规律性特征。

摘要： 为探究弹性分开式扣件系统板下组合刚度的科学设计方法,明确传统计算模型(简称传统模型)的设计误差并提高设计精度,提出了一种基于非线性弹性地基梁的板下组合刚度理论计算模型(简称理论模型).首先,将弹性垫板非线性弹性引入地基梁系统中,并将梁段划分为多个计算单元,从而建立反映铁垫板实际变形特征与板下支承特征的板下组合刚度理论模型,并采用中点刚度法求解锚固螺栓紧固扭矩与列车荷载施加过程中铁垫板的变形曲线与板下组合刚度;其次,采用力学试验机测试DZⅢ型扣件系统在真实服役状态下铁垫板的变形与组合刚度,验证本文理论模型的正确性;最后,分析传统模型与理论模型在不同安装状态(螺栓扭矩)、铁垫板设计参数(铁垫板厚度、锚固螺栓间距)下的板下组合刚度,明确传统模型设计误差在不同铁垫板设计参数下的变化规律.对比分析表明:由于未考虑铁垫板变形与板下垫板非线性弹性的影响,传统模型在安装扭矩范围(150~250 N·m)内的设计误差范围为37.75%~94.27%,已无法满足工程设计的误差要求;本文提出的理论模型最大误差仅为2.91%,符合工程设计要求;铁垫板厚度较低或螺栓间距较宽时,铁垫板实际变形状态与传统模型中的计算假设差异将被放大,传统模型的设计误差也将进一步变大.

摘要： 以弹性分开式扣件为研究对象,通过测试不同紧固扭矩情况下扣件板下组合静刚度,并与板下垫板静刚度传统设计对比,证明了铁垫板翘曲变形与板下垫板超弹性是扣件板下组合静刚度设计的关键因素.然后,建立扣件板下组合结构非线性有限元模型,在试验验证基础上,计算分析了铁垫板翘曲变形与板下垫板超弹性对扣件板下组合静刚度设计的影响规律.研究表明:当紧固扭矩从150 N·m增至250 N·m时,板下组合静刚度传统设计误差从37.8％增至94.3％;若仅考虑板下垫板超弹性,几乎不提高板下组合静刚度的设计精度;若仅考虑铁垫板翘曲变形,设计误差虽有所减小,但仍会随着紧固扭矩的提高逐渐增大,最大可达28.3％;若同时考虑以上两个因素,设计误差将减至1.8％～2.4％.

摘要： 文章对非饱和Q2原状黄土开展常含水量三轴剪切(CW)试验进行研究,发现其应力应变关系呈应变硬化型.据试验结果及Duncan-Chang双曲线模型进行拟合,得到了原状非饱和黄土非线性弹性本构模型及切线模量的表达式,该模型考虑了基质吸力和围压二重因素的影响,具有较好的适用性.%The constant water content triaxial shear (CW) test was carried out on the undisturbed Q2 unsaturated loess.The stress-strain behaviour takes on a strong strain-hardening type.Based on the experimental results and DuncanChang hyperbolic model, the nonlinear elastic constitutive model of undisturbed unsaturated loess is obtained.The model has good applicability which takes the influence of matrix suction and confining pressure into account.

摘要： 微观结构对复合材料的宏观力学性能具有至关重要的影响,通过合理设计复合材料微观结构可以得到期望的宏观性能.均质化方法作为一种有效的设计方法,它从微观结构的角度出发,利用均匀化的概念,实现了对复合材料宏观力学性能的预测和设计.而当考虑非线性因素,均质化的实现就非常困难.本文利用双渐近展开方法,将位移按照宏观位移和微观位移展开,推导了非线性弹性均质化方程.通过直接迭代法,对非线性弹性均质化方程进行了求解,并给出了具体的迭代方法和实现步骤.本文基于迭代步骤和非线性弹性均质化方程编写MATLAB程序,对3种典型本构关系的周期性多孔材料平面问题进行了计算,对比细致模型的应变能、最大位移和等效泊松比,对程序及迭代方法的准确性进行了验证.之后对一种三元橡胶基复合材料进行多尺度均质化,将其分为芯丝尺度和层间尺度.用线弹性的均质化方法得到了芯丝尺度的等效弹性参数,并将其作为层间尺度的材料参数.在层间尺度应用非线性弹性均质化方法对结构进行计算,得到材料的宏观等效性能,并以实验结果为基准进行评价.

摘要： In this paper ,triaxial consolidated drained tests and k0 consolidation test w ere conducted on both intact and remoulded loess soil specimens with varying initial water contents under different con-fining pressures .The tested soil was the loess(Q2 ,L5 ) from Jingyang ,Shaanxi Province .The experi-mental data was fitted with Duncan-Chang model .The values of tangent modulus of deformation and tangent Poisson's ratio were determined ,so did the relationships between the effective strength pa-rameters and water content .Modification was made to tangent Poisson's ratio in nonlinear elastic model for modelling the stress strain behavior of both intact and remoulded loess .%文章采取陕西泾阳第5层黄土(Q2,L5)样,分别做了不同含水率的原状和重塑土的三轴固结排水剪切试验和k0固结试验,得到有效强度参数及变形参数与含水率的关系,利用邓肯-张模型对试验数据进行拟合,得出切线变形模量和切线泊松比与含水率的关系,获得原状和重塑黄土非线性弹性本构模型中的相关参数.

摘要： A nonlinear elastic constitutive model considering the dilatancy behavior was proposed in order to describe the obvious dilatancy behavior of municipal solid waste (MSW).The dilatancy behavior of MSW was approved based on consolidated undrained triaxial compression tests.Dilatancy modulus and hardening modulus were introduced in traditional nonlinear elastic constitutive models.The volumetric strain of MSW was divided into two parts:generated by mean normal stress and by shear stress.Total expressions of normalized volumetric strain and generalized shear strain were established based on consolidated drained triaxial compression tests,and the dilatancy modulus and hardening modulus of the proposed model were obtained by differential.The proposed model was used to simulate test results obtained from published studies.The values of model parameters are different with different MSW samples or test conditions but fall within a relatively limited range.The simulation results accorded with the experimental values in general.%针对城市固体废弃物(MSW)具有明显剪缩特性的特点,提出能够考虑剪缩性的非线性弹性模型.通过三轴固结不排水(CU)试验验证MSW的剪缩性,在传统非线性弹性模型框架中引入了剪缩模量与压硬模量,将固废的体积应变分解为由平均正应力与切应力产生的2个部分,基于三轴固结排水(CD)试验提出体积应变和广义切应变的全量表达式,通过微分手段获得剪缩模量和压硬模量的具体表达式.采用多学者的MSW试验结果对模型进行验证.结果表明,模型的拟合效果较好,各参数的离散型较小,能够较清楚地描述垃圾的力学特性.

摘要： A non-linear elastic incremental analysis method for reinforcement loads is introduced in view of the fact that most available methods are not suitable for reinforced soil slopes under working stress conditions.The method is based on the generalized Hooke’s law in the light of the soil-reinforcement compatible deformation at the potential failure surface and the nonlinear elastic constitutive relation of soil with Duncan-Chang model.The analytical results of three slope examples with different inclination angles by incremental analysis method are compared with those by finite element method.The comparison results reveal a very high accordance between the two methods for vertical slopes,which indicates that the incremental analysis method is very suitable for reinforced vertical slopes;but when the angle between slope surface and vertical direction increases,the difference of the results increases,which could be modified by reduction factor.Incremental analysis method has a broad application range with advantages of being simple,practical and efficient.This research is expected to promote understandings of the mechanism of the interac-tion between soil and reinforcement,and shed some light on the design of geosynthetic-reinforced slopes.%针对目前工作应力状态下加筋边坡设计方法的不合理性，介绍了一种新的分析计算思路。基于潜在滑裂面处的筋土变形协调和非线性弹性邓肯－张土体本构关系，利用广义胡克定律推导得到非线性弹性增量算法。并通过3个不同倾角的边坡算例，将分析结果与有限元结果进行对比。结果表明：当坡面垂直时，增量算法与有限元解匹配度极高，表明该算法极适合于加筋边坡坡面垂直的情况；当坡面与竖直方向的夹角增大时，增量算法的偏差将逐渐变大，可通过坡面倾角折减系数予以修正。增量算法具备简洁、实用、高效的工程要求特点，具有广阔的应用空间。期望本研究成果能促进筋土相互作用机理清晰化和加筋边坡设计方法合理化。

摘要： 高分子聚合物和生物组织等非线性软物质弹性材料常会在一定条件下产生一种特殊的被称为空穴的奇性形变.对空穴生成现象的研究对于深入理解、刻画、分析和应用相应材料具有重要意义.本文将通过对空穴生成现象的一些典型的数学模型、理论分析结果、数值方法和算例的概略综述窥探非线性弹性材料空穴生成现象的数值计算与模拟.

摘要： 本书内容包括了非线性弹性和弹塑性材料的固体力学的内容，主要描述了在经受极端力学载荷下韧性材料的力学行为和最终失效的行为。本书尤其关注诸如地质介质（geological media）类摩擦材料的本构特性。在包含关于大应变和非弹性行为的理论的基础上，

摘要： 压杆的稳定是一个经典的力学问题,而通常讨论的压杆大多都是假定为理想弹性材料,而非线性弹性压杆的临界力求解问题鲜有论文论述,从压杆稳定理论的完整性以及各种材料的真实应力应变曲线看,有必要对这类问题进行讨论.本文首先指出了非线性弹性材料轴心压杆求解临界荷载时存在的困难,利用压杆在受压下的普遍中性平衡方程式,讨论了临界荷载的一般求解方法.为简化一般求解方法,首先讨论了材料可能出现的各种非线性应力应变曲线,提出了非线性弹性压杆屈曲时截面上应力分布的简化处理原则,并分析指出按简化方法求解的临界荷载是实际临界荷载的上限值,最后提出了临界荷载求解的简化修正方法.

摘要： 以线性项和立方项之和来表示转轴材料的物理非线性因素,建立了带有基础松动故障的具有非线性弹性的转子-轴承系统动力学模型,对其复杂的运动特性进行了数值研究,发现此类系统存在着周期、拟周期和混沌等复杂的非线性运动。在一阶和二阶临界转速附近,系统响应均会出现混沌运动,且此混沌运动区域随着基础松动质量的增加而增大,研究结果为有效识别转子-轴承系统的基础松动故障提供了一定的参考。

摘要： 在同时考虑轴承油膜力、转轴非线性弹性力和碰摩发生时转静件间的相对速度对非线性摩擦力的影响基础上,构造了具有碰摩故障转子-轴承系统的动力学模型,利用求解非线性非自治系统周期解的延拓打靶法和Floquet理论,研究了系统周期运动的稳定性.发现碰摩转子-轴承系统在不同的转速下会发生鞍结分岔、倍周期分岔和Hopf分岔等现象.研究结果为转子-轴承系统的故障诊断提供了一定的参考.

摘要： 在本文中,作者建立了FRP约束混凝土圆形柱应力-应变关系的非线性弹性模型。其中,核心混凝土采用正交异性本构模型,通过等效单轴应力-应变关系和“过-王”五参数破坏准则确定弹性模量和泊松比;FRP采用线弹性本构模型。rn 通过与试验结果的比较,表明本文中所建立的模型能很好地反映FRP约束混凝七圆形柱的受力性能。

摘要： 在钢筋混凝土有限元分析中，混凝土材料的本构关系一直以来都是人们研究的热点，它直接关系到结构受力分析成果的正确与否。混凝土在简单荷载作用下的受力常采用单调加载应力-应变关系式，而钢筋混凝土结构常常处于复杂的受力条件下，此时混凝土处于双向或三向的复杂受力状态，因此，要分析混凝土在实际受力条件下的工作性能，就应研究其在双向或三向受力下的应力—应变关系。本文介绍了混凝土双向受力下的应力－应变关系，总结提出正交各向异性模型的基本假设是正交各向异性轴与主应力方向一致；由于模型没有用到任何明确的加载－卸载准则，因此在常规加载条件下的加载和卸载定义是模糊的，在一个主应力轴上的严格加载可能伴随着其他方向的卸载。

摘要： 本文采用仿真方法,对弹性水击下水轮机出力的微分代数系统模型进行验证.首先,给出弹性水击下水力动态非线性微分方程的推导过程,建立非线性水轮机的Simulink仿真模块.水力动态的微分方程模型与其它传统计算方法,如传递函数、高阶传递函数、不同形式传递函数、特征线方法进行仿真对比,分析水轮机水头和出力的暂态变化,研究模型应用于水轮机暂态的适用性.结果表明,非线性水轮机微分代数模型的水头和出力计算值与其它几种方法计算结果基本一致,所提出的模型能满足研究水轮机暂态特性的需要.

摘要： 本文采用仿真方法,对弹性水击下水轮机出力的微分代数系统模型进行验证.首先,给出弹性水击下水力动态非线性微分方程的推导过程,建立非线性水轮机的Simulink仿真模块.水力动态的微分方程模型与其它传统计算方法,如传递函数、高阶传递函数、不同形式传递函数、特征线方法进行仿真对比,分析水轮机水头和出力的暂态变化,研究模型应用于水轮机暂态的适用性.结果表明,非线性水轮机微分代数模型的水头和出力计算值与其它几种方法计算结果基本一致,所提出的模型能满足研究水轮机暂态特性的需要.

摘要： 本文采用仿真方法,对弹性水击下水轮机出力的微分代数系统模型进行验证.首先,给出弹性水击下水力动态非线性微分方程的推导过程,建立非线性水轮机的Simulink仿真模块.水力动态的微分方程模型与其它传统计算方法,如传递函数、高阶传递函数、不同形式传递函数、特征线方法进行仿真对比,分析水轮机水头和出力的暂态变化,研究模型应用于水轮机暂态的适用性.结果表明,非线性水轮机微分代数模型的水头和出力计算值与其它几种方法计算结果基本一致,所提出的模型能满足研究水轮机暂态特性的需要.

摘要： 本文采用仿真方法,对弹性水击下水轮机出力的微分代数系统模型进行验证.首先,给出弹性水击下水力动态非线性微分方程的推导过程,建立非线性水轮机的Simulink仿真模块.水力动态的微分方程模型与其它传统计算方法,如传递函数、高阶传递函数、不同形式传递函数、特征线方法进行仿真对比,分析水轮机水头和出力的暂态变化,研究模型应用于水轮机暂态的适用性.结果表明,非线性水轮机微分代数模型的水头和出力计算值与其它几种方法计算结果基本一致,所提出的模型能满足研究水轮机暂态特性的需要.

摘要： 本文基于应力应变关系曲线拟合和等效线弹性法，分别分析了非线弹性体受静水压力后弹性参数和密度的非线性变化关系，进而得出了一种适合非线弹性固体介质中波速-应变关系的理论模型。

摘要： 本发明公开一种用于抑制多次散射噪声以及利用弹性波对目标区域的进行测量或者成像中的非线性散射分量的提取的方法和设备，其中，至少两个弹性波脉冲复合体朝向所述区域发射，其中，所述脉冲复合体由具有相同或重叠线束方向的高频(HF)和低频(LF)脉冲组成，且其中HF脉冲接近LF脉冲，以便于至少对于部分图像深度，通过LF脉冲观测目标的改变。对于每个发射的脉冲复合体，所述LF脉冲的频率和/或幅度和/或相位相对于所述HF脉冲变化，以便于通过HF脉冲沿着至少部分它的传播，非线性地控制所观测的目标弹性，且其中，接收的HF信号由换能器从发射的HF脉冲的散射及发射分量中的一个或两者中拾取。处理所述接收的HF信号以形成用于显示的测量或图像信号，且其中，在形成所述测量或图像信号的过程中，所述接收的HF信号为利用校正延迟快速时间(深度-时间)校正的延迟以及快速时间校正的脉冲畸变中的一个或两个，并且在慢速时间中使HF信号结合以形成用于进一步处理以便形成测量或图像信号的噪声抑制的HF信号或非线性散射HF信号。该方法可用于弹性波，其中材料弹性关于材料变形是非线性的。

摘要： 本发明涉及的电压非线性电阻器，其特征在于，由烧结体制成，该烧结体主要由氧化锌粒子、以锌和锑为主成分的尖晶石粒子、和氧化铋相构成，在氧化铋相中选自钾和钠中的至少1种的碱金属以0.036原子％以上0.176原子％以下的范围存在。该电压非线性电阻器同时具有优异的电压非直线性和带电寿命特性，因此适合用于避雷器。

摘要： 本申请提供了一种非线性直流微电网弹性控制方法，涉及电力系统控制器设计技术领域。所述方法包括：建立在DoS攻击下基于事件触发机制的直流微电网控制系统模型，所述直流微电网包括Q个恒功率负载系统和一个储能系统；获取使所述直流微电网控制系统模型稳定运行的条件；求解触发矩阵及增益矩阵，确定控制器增益；以及构建控制器，并根据所述控制器对所述非线性直流微电网进行弹性控制。本申请在可能出现DoS攻击的情况下，保证系统能安全、平稳的运行，同时减少了冗余信号的传输数量，减轻了网络传输压力，节省了通信所需的能源。

摘要： 本发明公开了一种基于区间法的粘弹性介电弹性体不确定性准静态和非线性动力学分析方法。在本方法中，提出了一种介电弹性体的粘弹性动力学模型，考虑到材料参数、外部载荷以及电压的不确定性，通过引入区间摄动法和一阶泰勒展开方法，对具有区间不确定参数的介电弹性体进行了蠕变分析、松弛分析和动力学响应分析。本发明所提出的区间法的有效性由蒙特卡洛模拟方法得到了验证，这种不确定性的预测方法将来可用于以介电弹性体作为驱动器或传感器的主动控制系统的设计中。

摘要： 本发明公开一种用于抑制多次散射噪声以及利用弹性波对目标区域的进行测量或者成像中的非线性散射分量的提取的方法和设备，其中，至少两个弹性波脉冲复合体朝向所述区域发射，其中，所述脉冲复合体由具有相同或重叠线束方向的高频(HF)和低频(LF)脉冲组成，且其中HF脉冲接近LF脉冲，以便于至少对于部分图像深度，通过LF脉冲观测目标的改变。对于每个发射的脉冲复合体，所述LF脉冲的频率和/或幅度和/或相位相对于所述HF脉冲变化，以便于通过HF脉冲沿着至少部分它的传播，非线性地控制所观测的目标弹性，且其中，接收的HF信号由换能器从发射的HF脉冲的散射及发射分量中的一个或两者中拾取。处理所述接收的HF信号以形成用于显示的测量或图像信号，且其中，在形成所述测量或图像信号的过程中，所述接收的HF信号为利用校正延迟快速时间(深度-时间)校正的延迟以及快速时间校正的脉冲畸变中的一个或两个，并且在慢速时间中使HF信号结合以形成用于进一步处理以便形成测量或图像信号的噪声抑制的HF信号或非线性散射HF信号。该方法可用于弹性波，其中材料弹性关于材料变形是非线性的。

摘要： 本发明涉及对介质的弹性和耗散非线性以及动态非线性黏弹性进行局部非接触式测量的声学方法和装置，所述介质承受低频声应力和由脉冲或者超声波列探测的声应力。因此本发明涉及对样本(2)的弹性和耗散非线性以及黏弹性进行局部非接触式测量的声学装置，其特征在于包括用于在样本(2)中产生流体静压力的周期的低频变化的低频声波(24a)的发射(10、20、22、24)和接收(26、34、30)装置，高频超声波脉冲(14a)的产生(10、12、14)和接收(16、28、30)装置，以及分析单元(32)，该分析单元(32)包括由样本(2)中的低频声波(24a)通过引起的超声波脉冲(14a)飞行时间和振幅的调制计算模块，以便对样本(2)的弹性和耗散非线性以及非线性黏弹性进行量化。

摘要： 本发明涉及的电压非线性电阻器，其特征在于，由烧结体制成，该烧结体主要由氧化锌粒子、以锌和锑为主成分的尖晶石粒子和氧化铋相构成，在氧化铋相中选自钾和钠中的至少1种的碱金属以0.036原子％以上0.176原子％以下的范围存在。该电压非线性电阻器同时具有优异的电压非直线性和带电寿命特性，因此适合用于避雷器。

摘要： 本发明公开了一种基于弹性索和负泊松比结构的非线性压电能量采集器，所述能量采集器包括基座、弹性索、压电复合单元和质量块，其中：所述基座垂直于Y方向的两内表面用于固定弹性索，垂直于基座底面的方向即Z方向为振动激励方向；所述压电复合单元包括负泊松比薄片和压电陶瓷片；所述负泊松比薄片沿拉伸受力方向的两端面与弹性索连接，且负泊松比薄片上下表面粘附有压电陶瓷片；所述质量块位于采集器的中间部位，且仅在Z方向产生位移；所述质量块沿拉伸受力方向的两端面与弹性索连接。本发明通过阵列化压电复合单元实现能量采集器单位体积功率和性能的最大化，这对压电能量采集器的工程应用具有重要意义。

摘要： 本发明公开了曲面壁板的非线性气动弹性响应分析方法及系统，包括：基于曲面壁板在n时刻的结构状态，并对所预测的时刻的结构状态进行转换，预估时刻的流体边界信息；基于时刻的流场网格和时刻的流体边界信息，采用插值方法，预测时刻的流场网格；基于时刻的流场网格和几何守恒律，计算控制体体积；根据时刻的流场网格和控制体体积对欧拉方程求解，得到时刻的气动载荷；对时刻的气动载荷进行转换，预测时刻的结构载荷，预估n+1时刻的结构载荷；结合结构动力学和预估的n+1时刻的结构载荷，得到n+1时刻结构状态。本发明考虑曲面壁板的几何大变形问题，基于半个时间步的差距，弥补了现有只能一个时间步进行转换的缺陷，提高计算精度和可靠性。

摘要： 一种用于量化介质的非线性剪切波弹性的超声波方法，该方法包括以下步骤：A1.‑采集所述介质的一时间序列的剪切波弹性数据；A2.‑在采集剪切波期间，根据预定变形序列，将连续变化的变形施加给所述介质；A3.‑观察实际变形的演变；和B.‑根据所述时间序列的数据和变形的演变，量化所述介质的非线性弹性。