基于Laplace变换研究应力波在粘弹性介质中的传播
发布时间：2020-12-24 15:20
泡沫、橡胶等聚合物因其质量轻、高阻尼等特性被广泛地作为缓冲、降噪材料。该类材料在使用过程中常涉及到冲击、碰撞等问题,故获得其动态力学性能显得十分重要。为获得其动态力学性能,学者们对粘弹性波传播问题进行较多探究。本文在粘弹性介质中应力波传播试验的基础上,使用Laplace变换理论方法研究应力波在粘弹性介质中的波动问题,并对比试验与理论波形,验证理论算法的适用性。首先对国内外分析应力波在粘弹性介质中传播的几种方法的研究状况进行介绍,对比分析几种分析方法的使用条件、适用范围、各自优劣,指出Laplace变换法的优越性,并介绍Laplace变换法的数学原理、基本理论以及目前Laplace变换在应力波传播分析中的应用。然后设计粘弹性介质中应力波传播的试验,分析不同撞击速度、不同弹丸长度对应力波形的影响,结果表明:弹丸长度影响波形的波宽,弹丸长度越大,波宽越大;弹丸撞击速度影响波形峰值,撞击速度越大,波峰值越大。并为Laplace变换法理论预测波形的验证提供依据。为获得材料的本构参数,采用常温压缩蠕变试验,获取四种粘弹性材料的蠕变曲线,对蠕变曲线进行非线性曲线拟合,处理数据获得本构参数,根据拟合误...
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Kelvin模型
1绪论111.3本文主要研究内容本文首先对文献进行调研，分析Laplace变换处理粘弹性波的基本理论及其在应力波传播分析中的应用；再进入实验部分，对应力波在粘弹性介质中传播的试验进行研究，再使用压缩蠕变试验筛选出最优本构模型，并拟合出不同粘弹性材料的本构参数；最后使用MATLAB软件对Laplace变化法的过程程序化，代入本构参数、边界条件、加载波形、加载速度等初始条件对粘弹性波进行预测，并将试验结果与预测结果对比分析，总结规律。本文研究思路流程如图1-1所示，全文共分为五章。图1-1论文框架结构图第1章为绪论，主要介绍应力波在粘弹性介质中传播的研究背景及意义，对国内外研究现状进行分析，分析目前处理粘弹性波传播的几种方法，并对比分析几种分析方法的使用条件、适用范围、各自优劣，指出Laplace变换法的优越性，最后介绍本文的主要研究内容、论文的框架结构，各章节的具体安排。第2章主要介绍Laplace变换基本理论及应力波传播分析中应用。首先介绍Laplace变换法的数学原理，Laplace变换与Laplace逆变换的研究现状，并详细介绍Laplace变换法处理粘弹性波传播问题的详细过程，最后介绍Laplace变换在应力波传播分析中的应用。
3应力波在粘弹性介质中传播的试验研究19图3-1试验装置示意图3.2.3应变片粘贴位置应变片的粘贴位置如图图3-1所示，在一根波导杆上3个位置粘贴应变片，为消除波导杆的弯曲效应，在同一位置对称粘贴两片应变片，处理数据时在求其均值。应变片的灵敏系数K=2.17，电阻R=120Ω。应变片的具体粘贴位置如表所示。表3-1应变片粘贴位置长度（mm）PCPMMAPEPAL1300395300300L2200355450450L3150350450450L43504003003003.3试验结果分析对于四种粘弹性材料，为研究不同撞击速度、不同弹丸长度对波形预测结果的影响。取入射杆中1位置处波形进行对比分析，分析有后杆和无后杆两种边界条件下的波形情况。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于西原模型的圆形隧道黏弹-黏塑性解析解[J]. 夏才初,刘宇鹏,吴福宝,徐晨,邓云纲. 岩土力学. 2019(05)
[2]层状地基中基于Laplace变换的桩基横向振动阻抗计算[J]. 熊辉,江雅丰,禹荣霞. 岩土力学. 2018(05)
[3]框架-剪力墙结构地震响应分析的Laplace变换法[J]. 刘良坤,谭平,刘彦辉,闫维明,周福霖. 振动工程学报. 2017(05)
[4]爆破荷载应力波在无限弹性介质中传播的特征线法解[J]. 雷卫东,李宏军,柳纯. 岩土力学. 2016(10)
[5]Vertical vibration of a large diameter pipe pile considering transverse inertia effect of pile[J]. 郑长杰,刘汉龙,丁选明,周航. Journal of Central South University. 2016(04)
[6]标准线性固体材料中球面应力波传播特征研究[J]. 卢强,王占江. 物理学报. 2015(10)
[7]Laplace变换法研究SHPB实验中试件的黏弹性波传播问题[J]. 郑宇轩,陈亮,周风华,王礼立. 力学学报. 2014(06)
[8]基于δ型概率密度函数序列的数值Laplace反变换新算法[J]. 余志勇,郭金库,路宏敏. 电子学报. 2013(08)
[9]线性黏弹性球面波的特征线分析[J]. 赖华伟,王占江,杨黎明,王礼立. 爆炸与冲击. 2013(01)
[10]软材料的低阻抗SHPB实验技术与应用[J]. 张方举,何鹏,胡文军,谢若泽. 中国测试. 2012(02)
硕士论文
[1]典型聚合物材料应变率相关本构模型研究[D]. 穆磊金.西南科技大学 2017
[2]基于小波变换的木材应力波缺陷检测研究[D]. 刘立伟.东北林业大学 2017
[3]应力波在粘弹性杆中传播的小波分析方法研究[D]. 李林.西南科技大学 2015
[4]重载货车橡胶缓冲器参数和性能研究[D]. 江伯涛.北京交通大学 2006
[5]一般拱结构在静载条件下地震激励响应[D]. 李保.西北工业大学 2005
本文编号：2935882
【文章来源】：西南科技大学四川省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Kelvin模型
1绪论111.3本文主要研究内容本文首先对文献进行调研，分析Laplace变换处理粘弹性波的基本理论及其在应力波传播分析中的应用；再进入实验部分，对应力波在粘弹性介质中传播的试验进行研究，再使用压缩蠕变试验筛选出最优本构模型，并拟合出不同粘弹性材料的本构参数；最后使用MATLAB软件对Laplace变化法的过程程序化，代入本构参数、边界条件、加载波形、加载速度等初始条件对粘弹性波进行预测，并将试验结果与预测结果对比分析，总结规律。本文研究思路流程如图1-1所示，全文共分为五章。图1-1论文框架结构图第1章为绪论，主要介绍应力波在粘弹性介质中传播的研究背景及意义，对国内外研究现状进行分析，分析目前处理粘弹性波传播的几种方法，并对比分析几种分析方法的使用条件、适用范围、各自优劣，指出Laplace变换法的优越性，最后介绍本文的主要研究内容、论文的框架结构，各章节的具体安排。第2章主要介绍Laplace变换基本理论及应力波传播分析中应用。首先介绍Laplace变换法的数学原理，Laplace变换与Laplace逆变换的研究现状，并详细介绍Laplace变换法处理粘弹性波传播问题的详细过程，最后介绍Laplace变换在应力波传播分析中的应用。
3应力波在粘弹性介质中传播的试验研究19图3-1试验装置示意图3.2.3应变片粘贴位置应变片的粘贴位置如图图3-1所示，在一根波导杆上3个位置粘贴应变片，为消除波导杆的弯曲效应，在同一位置对称粘贴两片应变片，处理数据时在求其均值。应变片的灵敏系数K=2.17，电阻R=120Ω。应变片的具体粘贴位置如表所示。表3-1应变片粘贴位置长度（mm）PCPMMAPEPAL1300395300300L2200355450450L3150350450450L43504003003003.3试验结果分析对于四种粘弹性材料，为研究不同撞击速度、不同弹丸长度对波形预测结果的影响。取入射杆中1位置处波形进行对比分析，分析有后杆和无后杆两种边界条件下的波形情况。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于西原模型的圆形隧道黏弹-黏塑性解析解[J]. 夏才初,刘宇鹏,吴福宝,徐晨,邓云纲. 岩土力学. 2019(05)
[2]层状地基中基于Laplace变换的桩基横向振动阻抗计算[J]. 熊辉,江雅丰,禹荣霞. 岩土力学. 2018(05)
[3]框架-剪力墙结构地震响应分析的Laplace变换法[J]. 刘良坤,谭平,刘彦辉,闫维明,周福霖. 振动工程学报. 2017(05)
[4]爆破荷载应力波在无限弹性介质中传播的特征线法解[J]. 雷卫东,李宏军,柳纯. 岩土力学. 2016(10)
[5]Vertical vibration of a large diameter pipe pile considering transverse inertia effect of pile[J]. 郑长杰,刘汉龙,丁选明,周航. Journal of Central South University. 2016(04)
[6]标准线性固体材料中球面应力波传播特征研究[J]. 卢强,王占江. 物理学报. 2015(10)
[7]Laplace变换法研究SHPB实验中试件的黏弹性波传播问题[J]. 郑宇轩,陈亮,周风华,王礼立. 力学学报. 2014(06)
[8]基于δ型概率密度函数序列的数值Laplace反变换新算法[J]. 余志勇,郭金库,路宏敏. 电子学报. 2013(08)
[9]线性黏弹性球面波的特征线分析[J]. 赖华伟,王占江,杨黎明,王礼立. 爆炸与冲击. 2013(01)
[10]软材料的低阻抗SHPB实验技术与应用[J]. 张方举,何鹏,胡文军,谢若泽. 中国测试. 2012(02)
硕士论文
[1]典型聚合物材料应变率相关本构模型研究[D]. 穆磊金.西南科技大学 2017
[2]基于小波变换的木材应力波缺陷检测研究[D]. 刘立伟.东北林业大学 2017
[3]应力波在粘弹性杆中传播的小波分析方法研究[D]. 李林.西南科技大学 2015
[4]重载货车橡胶缓冲器参数和性能研究[D]. 江伯涛.北京交通大学 2006
[5]一般拱结构在静载条件下地震激励响应[D]. 李保.西北工业大学 2005
本文编号：2935882
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