| 【中文题名】 | 高聚物与水泥砂浆材料率相关本构模型研究 |
| 【英文题名】 | Strain Rate Related Constitutive Models for Polymer and Cement Mortar Materials |
| 【学科专业】 | 水利水电工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-7-15 |
| 【中关键词】 | 率相关,本构关系,非线性粘弹性,松弛时间,界面脱粘,水泥砂浆 |
| 【英关键词】 | rate dependent,constitutive relation,nonlinear viscoelasticity, relaxation time,interfacial debonding,cement mortar,fly ash, |
| 【分类导航】 | 工业技术>建筑科学>建筑材料>防水、防潮材料，嵌缝、密封材料>> |
| 【论文摘要】 | 高分子聚合物材料与水泥混凝土材料是目前世界上应用比较广泛的结构材料。高分子聚合物制成土工合成材料造价低廉,施工方便,被广泛应用于水利工程中作为防渗材料、各类结构以及受力材料。一直以来,提高材料的强度和增加材料的韧性是材料科学研究永恒的主题,不少学者结合高分子材料具有高比强度、高比韧性和能耗低等优点,将高分子材料应用到混凝土材料中,以改善其韧性和流变性。本文通过对典型的具有粘弹性特性的高分子材料聚丙烯(PP)和高密度聚乙烯(HDPE)进行不同应变率条件下循环加载实验,分析了PP和HDPE两种材料在加载过程和卸载过程中的率相关性。结合理论分析和实验研究,发现自然对数坐标下,材料的松弛时间与应变率成线性关系,而材料的初始弹性模量随应变率成对数变化,从而建立了在加载和卸载过程中高分子材料的率型非线性粘弹性本构关系,采用该模型进行理论预测,并与实验数据进行比较,发现理论预测的应力-应变曲线与实验结果比较吻合,说明该模型能较准确地反映材料在轴向拉伸条件下的力学响应。在此基础上,对尼龙材料在不同塑性变形时的卸载曲线进行了飞验研究和数值拟合,拟合结果发现,在材料应力下降前,不同的塑性变形量对材料的卸载规律没有显著的影响。
... |
| 【论文题纲】 |
|
中文摘要 |
8-10 |
|
ABSTRACT |
10-12 |
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物理量名称及符号表 |
12-13 |
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第一章 绪论 |
13-39 |
|
1 前言 |
13-14 |
|
2 高分子材料研究 |
14-19 |
|
2．1 高分子材料在水利工程中的应用及其进展 |
14-16 |
|
2．2 高分子材料本构关系研究进展 |
16-17 |
|
2．3 粒子填充高分子材料研究进展 |
17-19 |
|
3 混凝土材料研究概述 |
19-25 |
|
3．1 混凝材料破坏的微细观过程概述 |
19-20 |
|
3．2 混凝土材料的本构关系研究 |
20-25 |
|
4 粉煤灰改性混凝土的研究进展 |
25-31 |
|
4．1 粉煤灰的研究和开发 |
25-26 |
|
4．2 粉煤灰改性混凝土研究 |
26-30 |
|
4．3 粉煤灰混凝土的工程应用 |
30-31 |
|
5 本文工作 |
31-33 |
|
参考文献 |
33-39 |
|
第二章 PP、HDPE和PA材料实验研究 |
39-55 |
|
1 引言 |
39-40 |
|
2 高分子材料本构关系的实验研究 |
40-45 |
|
2．1 实验试件的制备 |
40-41 |
|
2．2 循环加载卸载实验 |
41-43 |
|
2．3 塑性卸载实验 |
43-45 |
|
3 数据拟合 |
45-54 |
|
3．1 Maxwe11体本构模型 |
45-46 |
|
3．2 实验数据拟合及分析 |
46-54 |
|
4 本章小结 |
54 |
|
参考文献 |
54-55 |
|
第三章 高分子材料率相关本构关系研究 |
55-68 |
|
1 前言 |
55-56 |
|
2 数值拟合 |
56-58 |
|
2．1 PP在不同加载速率条件下的数值拟合 |
56 |
|
2．2 HDPE在不同加载速率条件下的数值拟合 |
56-58 |
|
3 材料特性率相关性 |
58-65 |
|
3．1 初始弹性模量率相关性 |
58-62 |
|
3．2 松弛时间的率相关性 |
62-65 |
|
4 理论预测与实验结果比较 |
65-67 |
|
5 本章小结 |
67 |
|
参考文献 |
67-68 |
|
第四章 含二相粒子非线性粘弹性高聚物材料界面脱粘研究 |
68-86 |
|
1 引言 |
68-69 |
|
2 松弛时间率相关的非线性粘弹性本构模型 |
69-71 |
|
3 粒子界面脱粘的临界时间分析 |
71-73 |
|
4 数值算例 |
73-77 |
|
5 增量型本构关系及其数值结果 |
77-83 |
|
6 本章小结 |
83-84 |
|
参考文献 |
84-86 |
|
第五章 水泥砂浆本构关系的实验研究 |
86-123 |
|
1 前言 |
86-87 |
|
2 水泥砂浆试验 |
87-91 |
|
2．1 实验试件的制备 |
87-89 |
|
2．2 水泥砂浆微观实验 |
89-91 |
|
3 水泥砂浆单向压缩实验及实验结果分析 |
91-95 |
|
3．1 不同水灰比的水泥砂浆的应力应变响应 |
91-94 |
|
3．2 不同应变率条件下的应力应变响应 |
94-95 |
|
4 掺粉煤灰水泥砂浆实验 |
95-106 |
|
4．1实验原材料 |
96-98 |
|
4．2 试件的制作 |
98-99 |
|
4．3 掺粉煤灰砂浆微观实验 |
99-106 |
|
5 掺粉煤灰的水泥砂浆单向压缩实验及实验结果分析 |
106-120 |
|
5．1 粉煤灰掺入不同水灰比水泥砂浆的应力-应变 |
106-112 |
|
5．2 不同粉煤灰掺量的试样应力-应变曲线比较 |
112-119 |
|
5．3 不同应变率条件下的应力应变响应 |
119-120 |
|
6 本章小结 |
120-121 |
|
参考文献 |
121-123 |
|
第六章 水泥砂浆损伤本构关系研究 |
123-132 |
|
1 引言 |
123-124 |
|
2 水泥砂浆本构模型 |
124-127 |
|
2．1 粘弹性模型 |
125-126 |
|
2．2 连续损伤参量 |
126-127 |
|
2．3 水泥砂浆材料单轴压缩本构模型 |
127 |
|
3 数值拟合 |
127-130 |
|
4 本章小结 |
130 |
|
参考文献 |
130-132 |
|
第七章 全文总结 |
132-135 |
|
攻读硕士学位期间所发表的论文 |
135-136 |
|
致谢 |
136 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.124299 |
