使用MMS-300热模拟实验机对GH4169合金在变形温度950℃,980℃,1000℃,1020℃,1040℃,1060℃,1100℃及变形速率0.01mm/s,0.1mm/s,1mm/s,10mm/s条件下进行压缩实验。其中,压下率为50%。在热压缩变形过程中,当温度升高或变形速率减小时,流变应力降低。根据不同的热变形参数对流变应力的影响,利用线性回归的方法分析了Arrhenius形式的本构方程,并求出激活能Q=505.649kJ/mol。最终,建立描述GH4169合金热变形规律的本构方程并分析其预测精度。结果表明在不同热变形参数下,其流变应力的预测值与实验值的符合程度良好,平均相对误差为5.13%,线性相关度为0.977。

针对混凝土这种典型的宾汉流体,建立流体的本构方程,以有限元为基础,应用计算流体力学技术,通过ANSYS软件中的流体分析模块,采用正交实验设计方法,对不同结构参数下的水泥3D打印喷头装置内部的流体流动情况进行数值模拟仿真,深入分析流体在水泥3D打印喷头内部的流动情况,找出螺槽深度、螺槽宽度以及螺纹上的开口对水泥3D打印喷头搅拌特性以及打印效率的影响关系,为水泥3D打印喷头结构的进一步优化提供可视化的验证方法和指导依据。结果表明,采用螺槽深7mm,螺槽宽35mm,并且在螺纹上开楔形口的螺杆结构使喷头具有较好的搅拌性能和较高的工作效率。

为了研究3Cr2W8V模具钢稳态金属高速切削中切屑的形成过程,本文基于高速切削技术和ABAQUS有限元仿真技术,采用二维正交自由切削模型和Johnson-Cook粘塑性本构方程,选择合理的刀-屑摩擦模型和切屑断裂准则实现了切屑分离。结果显示随着切削速度的增大,切削温度升高的速率先明显增大后缓慢减小,它们之间存在非线性的复杂关系;切削速度增大,切屑表面的温度升高,加剧了金属材料的绝热剪切行为,切屑锯齿化程度更加明显,切削力减小;切削厚度增大和刀具前角减小,切屑表面的温度升高,加剧了金属材料的绝热剪切行为,切屑锯齿化程度更加明显,切削力增大。通过仿真研究验证了切屑成形机理的正确性,对切屑的成形过程、优化切削加工工艺参数、改善刀具磨损和加工质量具有重要的借鉴意义。

为了深入研究工程建设中几种C25~C40强度等级混凝土经历火灾高温后的力学性能变化规律,提出了相对精确的剩余强度计算方法和受压本构方程,以经历温度、混凝土强度等级、恒温时间为变化参数,设计并完成了120个棱柱体试件的轴压试验,分析了各变化参数对其峰值应力、轴压刚度及耗能能力的影响规律,并给出了相应的剩余强度计算公式和轴压应力-应变本构方程的参数取值。结果表明:各试件的峰值应力、轴压刚度及耗能能力均随经历温度的升高而逐渐降低,随混凝土强度等级的提升呈现先小幅降低而后升高的变化趋势;增加恒温时间对试件的轴压力学性能不利,但影响程度不大。

将分数阶微积分引入Maxwell粘弹性流体的本构方程中,建立修正的Maxwell模型以描述磁流变液.通过贮能模量和耗能模量曲线,研究磁流变液的阻尼特性.在不同的磁流变液体组成参数实验条件下,理论的贮能模量和耗能模量能够与实验结果很好拟合,且模型阶数有着明显变化.研究表明,分数阶的本构方程能够很好地描述磁流变液的阻尼特性,方程分数阶算子与磁流变液物质参数有关.

由Dyson等建立的计算模型,根据塑性损伤演变方程和蠕变损伤演变方程及本构方程推导出圆轴拉扭组合变形问题在大变形条件下的损伤演变方程.

以耐碱玻璃纤维作为增强材料,以快硬硫铝酸盐水泥为胶凝材料,制备了不同玻璃纤维掺量的玻璃纤维增强水泥(GRC)。通过单轴拉伸试验、单轴压缩试验研究了玻璃纤维掺量对拉压应力-应变曲线的影响,建立了GRC的拉压本构方程。GRC在拉、压状态下具有不同的本构方程形式,且弹性阶段拉压的弹性模量不同。拉伸时,弹性变形阶段的弹性模量E1几乎不受纤维掺量的影响。玻璃纤维掺量大于2%的GRC本构方程特征参数E2(塑性变形阶段单位应变变化的应力变化)、σ0随玻璃纤维掺量增加而增大。压缩时,压缩弹性模量E′随着玻璃纤维的含量增加先增加后减小,3%玻璃纤维时弹性模量E′达到最大值。

确定堆积粉尘的本构方程对讨论有关现象是十分重要的，设计了一种测试方法，利用阴影摄影和带示踪粒子的X光脉冲摄影，记录激波与堆积粉尘相互作用的流场，再通过对该流场的理论分析，以确定堆积粉尘的本构方程，以国淀粉为例，对所测的方程做了实验验证。