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基于Hirsch模型的复合材料弹性模量的改进算法 被引量：3
1
作者 卢平 刘佐民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第23期2852-2854,2859,共4页
基于颗粒增强型复合材料的特征,在Hirsch纤维状复合材料弹性模量预测模型的基础上,修正并提出了一种新的复合材料弹性模量计算表达式。为验证该算法的实用性,引用了文献试验数据进行预测计算。结果表明:对于由喷射共沉积法制备获得的606... 基于颗粒增强型复合材料的特征,在Hirsch纤维状复合材料弹性模量预测模型的基础上,修正并提出了一种新的复合材料弹性模量计算表达式。为验证该算法的实用性,引用了文献试验数据进行预测计算。结果表明:对于由喷射共沉积法制备获得的6066/SiC复合材料,计算结果处在Voigt模型和Reuss模型的上下限之间,并与试验值相一致,从而验证了所提出计算模型的正确性。 展开更多
关键词 弹性模量 颗粒增强复合材料 α因子 hirsch模型
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HMA动态模量Witczak和Hirsch预测模型 被引量：10
2
作者 胡旭东 张起森 范勇军 《中外公路》 北大核心 2006年第6期204-207,共4页
利用Witczak和Hirsch模型对HMA的动态模量进行预测评估,可以减少HMA动态模量试验的数量及难度系数,增强对HMA的动态模量野外测试的准确性。该文阐述了Witczak和Hirsch模型的理论发展及数据分析方法,介绍了这两种模型在HMA动态模量评估... 利用Witczak和Hirsch模型对HMA的动态模量进行预测评估,可以减少HMA动态模量试验的数量及难度系数,增强对HMA的动态模量野外测试的准确性。该文阐述了Witczak和Hirsch模型的理论发展及数据分析方法,介绍了这两种模型在HMA动态模量评估中的应用,并对Witczak和Hirsch模型的改进方法进行了总结。 展开更多
关键词 Witczak模型 hirsch模型 通用曲线 动态模量|E^·|
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沥青混合料动态模量预测模型研究 被引量：1
3
作者 冀立新 王立军 +1 位作者 赵强 张峥玮 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2024年第4期725-731,共7页
通过室内试验,并结合时温等效原理,预测更大频率(温度)范围的动态模量值.室内试验中,利用动态剪切流变仪(DSR)对90#基质沥青、SBS改性沥青以及EVA改性沥青进行频率扫描试验,得到不同温度和频率下的动态剪切模量值|G\+|.对这三种沥青的... 通过室内试验,并结合时温等效原理,预测更大频率(温度)范围的动态模量值.室内试验中,利用动态剪切流变仪(DSR)对90#基质沥青、SBS改性沥青以及EVA改性沥青进行频率扫描试验,得到不同温度和频率下的动态剪切模量值|G\+|.对这三种沥青的不同级配的沥青混合料进行动态模量试验得到|E\+|,并结合Williams-Landel-Ferry(WLF)方程与Sigmoid函数得到其动态模量主曲线.基于试验数据评价Hirsch模型、人工神经网络模型的预测能力,发现Hirsch模型预测能力较低,并对其做出优化,结果表明:修正后的Hirsch模型预测能力进一步提升.相比经验模型,人工神经网络模型的预测精度较高. 展开更多
关键词 沥青混合料 动态模量 时温等效原理 hirsch模型 人工神经网络
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GA-10沥青混合料动态模量及预估模型的验证研究 被引量：6
4
作者 石晨光 罗蓉 +2 位作者 樊向阳 陈辉 冯光乐 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2017年第6期1047-1050,共4页
为了探索浇注式沥青混合料的动态模量规律及预估模型对其动态模量预估的适用性,采用MTS测试了GA-10在单轴拉伸状态下四个温度、六个频率的动态模量,并利用动态剪切流变仪对聚合物复合改性沥青进行了对应温度和频率下的动态剪切模量试验... 为了探索浇注式沥青混合料的动态模量规律及预估模型对其动态模量预估的适用性,采用MTS测试了GA-10在单轴拉伸状态下四个温度、六个频率的动态模量,并利用动态剪切流变仪对聚合物复合改性沥青进行了对应温度和频率下的动态剪切模量试验;用实测数据对Bari&Witczak模型和Hirsch模型的适用性进行了验证.结果表明,用Bari&Witczak模型预估的动态模量值偏大,Hirsch模型预估的动态模量值偏小,对沥青参数修正后的Bari&Witczak模型可很好的预测浇注式沥青混合料的动态模量. 展开更多
关键词 浇注式沥青混合料 动态模量 Bari&Witczak模型 hirsch模型
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沥青混合料动态模量Hirsch预测模型的验证研究 被引量：6
5
作者 赵延庆 潘有强 黄大喜 《公路》 北大核心 2007年第11期196-198,共3页
动态模量可以描述沥青混合料对温度和荷载频率的敏感性,从而可以客观地反映沥青混合料在路面结构中的行为特性。本文对SMA 13、Superpave 20、Superpave 25和ATB 25等4种沥青混合料分别进行了不同温度和荷载频率下的动态模量试验,并利用... 动态模量可以描述沥青混合料对温度和荷载频率的敏感性,从而可以客观地反映沥青混合料在路面结构中的行为特性。本文对SMA 13、Superpave 20、Superpave 25和ATB 25等4种沥青混合料分别进行了不同温度和荷载频率下的动态模量试验,并利用DSR对混合料中所用的两种沥青胶结料(普通70号沥青和SBS改性沥青)进行对应温度和荷载频率下的动态剪切模量试验,利用试验结果对动态模量Hirsch预测模型进行了验证研究。研究结果表明利用Hirsch模型预测动态模量的精度较好,只是在高温和低荷载频率时预测偏差较大。 展开更多
关键词 hirsch预测模型 动态模量 模型验证 温度 频率
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基于Hirsch预测模型的沥青稳定碎石(ATB)动态模量试验研究与分析 被引量：3
6
作者 孙正甫 赵海生 +1 位作者 杨伟刚 徐玲玲 《公路交通科技（应用技术版）》 CSCD 北大核心 2018年第5期4-7,共4页
制备不同空隙率的沥青稳定碎石ATB-25混合料旋转压实试件,在试验温度30℃和50℃下测试其动态模量。利用沥青稳定碎石ATB-25混合料的体积指标VMA和VFA,以及沥青胶结料的动态剪切模量|G*|binder,使用Hirsch动态模量预测模型对制备的沥青... 制备不同空隙率的沥青稳定碎石ATB-25混合料旋转压实试件,在试验温度30℃和50℃下测试其动态模量。利用沥青稳定碎石ATB-25混合料的体积指标VMA和VFA,以及沥青胶结料的动态剪切模量|G*|binder,使用Hirsch动态模量预测模型对制备的沥青稳定碎石的对应温度和加载频率下的动态模量机芯预测,并对预测结果进行了分析,验证Hirsch预测模型在预测沥青稳定碎石ATB沥青混合料动态模量方面的适用性。 展开更多
关键词 沥青稳定碎石 ATB-25 SPT 动态模量 hirsch预测模型 动态剪切模量
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高温发汗自润滑技术及其理论研究
7
作者 刘佐民 王砚军 +6 位作者 张一兵 燕松山 解芳 冯雪梅 杨丽颖 郭红 卢平 《数字制造科学》 2011年第3期1-114,共114页
要在中国国家自然科学基金项目《高温汗腺式自扩散润滑技术及其理论研究》（No．50275110）和《高温润滑胞体结构形态及其功能控制机理研究》（No．50775168），以及中国国家教育部博士学科点专项基金项目《高温发汗润滑胞体的多胞结构... 要在中国国家自然科学基金项目《高温汗腺式自扩散润滑技术及其理论研究》（No．50275110）和《高温润滑胞体结构形态及其功能控制机理研究》（No．50775168），以及中国国家教育部博士学科点专项基金项目《高温发汗润滑胞体的多胞结构稳定性研究》（No．20070497105）的共同资助下，通过数理建模和科学试验，研究了高温发汗自润滑材料（HTSSI。c）的润滑机理、机械性能、润滑特性及其控制理论；提出了胞体结构及其强韧性模型，研究了其孔结构形态与制备工艺间互耦性；为了拓宽材料的应用范围，研究了复合润滑体组分及其复合技术；并以此制备出HTSSLC和构建了其理论与技术体系。高温发汗自润滑是基于生物体汗腺结构和发汗原理提出的自润滑原理及其技术；HTSSLC是由汗腺式有序孔胞结构的金属陶瓷硬相基体（胞壁）和熔渗在胞孔中的多元润滑体（胞核）组成的复合体，其润滑机理是复合体胞核中的润滑物质在高温摩擦热应力驱动下沿基体有序微孔通道扩散（析出）至摩擦表面，实现自补偿润滑。基于人体汗腺结构及高温发汗自润滑概念，构建了描述汗腺式微孔结构特征的汗腺式微孔分布表征模型（PSDM），并基于模型分析了烧结过程中孔隙演化规律及形成条件、材料组分和工艺参数对微孔结构形态的影响以及孔结构形态、尺寸、孔径分布与孔隙度问互耦合关系；为了验证模型的有效性，利用TiHz与CaCO。分解温度差的物化性能，以TiHz＋CaC03的复合体为复合造孔剂，辅以AlzO。为惰性弥散质点，采用二次造孔法（DSP-FT）在真空条件下制备出了与模型理论相吻合的汗腺式有序微孔结构TiC-Cr-W-Mo-V系基体。由于复合造孔剂在首次分解时，Till2分解出H2和rri，H2在烧结体内形成初始孔隙，rrj则活化烧结过程，增强了烧结体的强度；而在液相烧结温度范围内进行的CaCOs二次分解，可使C02气体在液相中形成气孔通道，在烧结体表面形成开口气孔，使得金属陶瓷基体具有高强和有序微孔结构形态。为了在微孔中复合出具有扩散活性和良好润滑性的复合润滑体，开展了软金属与金属陶瓷基体的润湿性、互溶性及真空熔浸工艺研究，实现了润滑体的优化组分设计及其在基体中梯度分布的熔浸可控性，制备出具有硬质相胞壁、软质相复合润滑胞核及有序微孔胞管的高温发汗自润滑胞体结构材料。围绕构建高温发汗自润滑胞体材料的强韧性设计和工况适应性预测的理论基础，以材料特性指导强韧性设计为目标，基于胞孔结构特征，建立了胞体接触状态的几何表征模型；引入了可表征正三角形、正四边形及正六边形等孔结构形态的特征值λ（λ－R。／R。，R。为基础胞元多边形外壁的内切圆半径；R为多边形胞孔的内切圆半径；λ取值范围为0％A〈1）；推导出相对密度广义表达式（GERD）和孔隙率广义表达式（GEP）；建立了可表征各种孔结构形态的有序孔结构几何表征模型（OPSGM），探讨了λ对材料接触强度的影响规律，得出了当A〈0．4时，可将多胞体材料看成连续介质体的结论；建立了厚壁单胞体接触力学模型（CMMTWCS），研究了不同多胞结构体及其分布形态的接触稳定性特征，以及切向力对接触应力分布的影响及胞体形态对切向力的敏感性；采用胞壁等效曲梁计算方法（ECBCM）求解了其接触力学问题，通过试验验证了模型及其算法的正确性；ECBCM不仅拓宽了经典Hertz接触理论，而且避免了当量弹性模量法中求解超越方程的困难，解决了混合理论法无法求解孔洞周围局部应力分布的难题。研究表明，孔隙率的增大对接触压力的分布影响不大，而对胞壁弯曲变形和局部应力分布影响很大，因此，影响厚壁胞体压缩强度的主要因素是胞壁弯曲变形引起的胞体内（尤其是孔口）应力分布。围绕构建HTSSLC的组分设计及润滑控制的理论基础，开展了材料细观力学特征及其相组分对其润滑性影响的研究}基于材料的硬质相和软质相复合特征，建立了基于α因子（α为反映材料中各相组分体积百分比因子）的面向颗粒增强型复合材料的弹性模量修正Hirsch模型（MHMEM），研究了α与材料中各相成份体积百分比和弹性模量的函数关系；理论结果与试验结果的一致性证明，SEEMEM精度高，避免了对试验数据的依赖，可有效地拓宽到均匀复合材料的弹性模量计算中；推导出无须区分基体相和增强相的颗粒增强型均质复合材料热膨胀系数计算模型（TECMPRC），研究了其微观等效弹性模量、线膨胀系数、热特性、微应力应变规律等细观力学行为；研究了润滑胞体孔隙率与胞核变形量之间的相关性、工作温度对胞核变形量的影响以及胞核组分对润滑体析出量的影响。研究表明，孔隙率及工作温度对胞核变形量有较大影响，而胞核组分及变形量又影响其润滑元素析出量；这种互耦性在很大程度上取决于胞体的组分设计其热参数性能。为了探讨高温发汗自润滑机理，在高温摩擦学试验基础上，开展了润滑体析出机理分析、磨损表面形貌分析、表面膜厚度测量及膜中元素分布形态的研究，探讨了摩擦过程中工况参数与润滑体组分对其摩擦磨损特性的影响；研究了以Pb，Sn，Ag，Cu等软金属元素为组分的复合润滑体析出过程及成膜机理；观察和分析了在严重擦伤部位的润滑元素浓度分布形态。结果表明，高温发汗自润滑的典型特征是其胞核中的润滑元素能在高温摩擦热一应力驱动下沿有序微孔析出，并富集在摩擦表面；其分布形态是擦伤越严重的部位，其润滑元素析出的浓度越大；基于工程表面摩擦越严重部位的摩擦热一应力越大的事实，这种润滑元素在摩擦热应力驱动下向摩擦表面扩散实现其自润滑的机理，揭示了其择优自补偿润滑的功能特征。围绕构建HTSSLC的润滑控制与零件寿命设计的理论基础，以润滑控制为研究对象，基于高温发汗润滑机理及其摩擦过程中表面形貌特征变化趋势，建立了元胞自动机模型（CA）；研究了高温摩擦过程中的材料摩擦系数、表面形貌、接触应力及摩擦温度场动态过程，揭示了摩擦过程中润滑体析出一润滑膜形成、破坏、再形成的动态演变规律；基于高温发汗润滑表面膜覆盖率（CRLF）与润滑性能之间的耦合关系，建立了其覆盖率计算模型，揭示了摩擦副表面形貌、润滑层结构及材料参数、环境温度对润滑膜覆盖率的影响。研究表明，润滑膜覆盖率随材料基体孔隙率，润滑层深度和环境温度增加而增大；减小摩擦表面粗糙度，可以提高摩擦表面边界润滑膜的覆盖率；实现了以摩擦表面粗糙度、熔渗孔隙率、润滑层深度、材料热膨胀系数及工作温度为自变量的高温发汗自润滑膜覆盖率的预测计算。为了拓宽HTSSILC的温度使用范围，基于BN和C具有的相似物理特性和晶体结构，在基于经验电子理论（EET）对BN及BNC复合物的价电子结构进行分析的基础上，设计和制备出BNC硅油复合胶体，并作为高温发汗润滑液将其复合进金属陶瓷基体，取得了在300℃的温度下其摩擦系数仅为0．13的工程效果。卜述研究表明：制备出的内贯通有序微孔胞体结构形态的金属陶瓷基体具有接触强度与尺度优势，可存储具有不同特性的复合润滑粒子体作为润滑剂；因而，该基体是摩擦学功能材料的理想载体，通过在载体中熔浸（或浸渍）具有不同性能的润滑体可组成新的发汗润滑功能体，解决特殊工况领域的自补偿润滑问题。 展开更多
关键词 仿生学 仿生润滑 高温发汗自润滑 发汗机理 胞体结构 润滑控制 粉末冶金 多孔复合材料 金属陶瓷 汗腺式微孔分布表征模型有序孔结构几何表征模型相对密度广义表达式孔隙率广义表达式 胞壁等效曲梁计算方法 厚壁单胞体接触力学模型 弹性模量修正hirsch模型 颗粒增强型均质复合材料热膨胀系数计算模型 元胞自动机模型 高温发汗润滑膜覆盖率计算模型
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