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    塑钢打包带本构方程概念

     
    塑钢带材料的应力-应变关系亦称本构关系,是在整理分析试验结果的基础上提出来的。 但是,试验是在某种应力状态、某种加载方式以及某种变形条件下进行的,而实际工程 情况总是千变万化的,无法在试验中模拟所有变化。因此有必要在试验基础上提出某种 数学模型,把特定条件下的试验结果推广到一般情况,这种数学模型就是本构方程[33]。 本构方程是材料对外界作用的响应,本质上是物理的,由材料的结构属性决定的。
     
    草物料在压缩过程中的表现出的应力应变特性,使得国内外很多学者都从流变学的 角度对压缩过程进行研究,这是由流变学本构方程不同于弹性理论和塑性理论的特点决 定的,如塑性力学考虑的永久变形只与应力和应变的历史有关,而不随时间变化,而流 变学考虑的永久变形则与时间有关。对于弹性力学,则不考虑物体内产生的永久变形; 另外,弹性理论和塑性理论中的应力应变关系,都不考虑时间和速率的影响。而稻草在 压捆过程中,其应力应变变化均明显的显示出与时间相关的特点。
     
    本构方程可以用微分方程来描述,也可用积分方程来描述,对应就有微分型本构方 程和积分型本构方程。微分型本构方程与采用弹簧和阻尼器组成的流变模型间的关系比 较简单,也比较直观,因此在文献中被大量采用。
     
    各个麦克斯韦元件中弹簧的弹性模量 T; 一各个麦克斯韦元件的应力松弛时间,1;=71/巧 %—各个麦克斯韦元件中阻尼器的粘性系数 由试验数据利用Matlab进行分析,得出不同初始密度时各种压缩密度时稻草应力 松弛模型中各参数的值如表3-3、表3-4所示:
     
     
    物料的应力松弛规律是粘弹性物料在受力后保持恒应变的条件下,应力随时间减小 的现象。牧草作为一种粘弹性物料,其应力松弛特性受其本身物料属性的影响,但这一 规律和压缩生产工艺的选择及压缩设备的研制、优化等有密切关系。
     
    在实际牧草压缩生产中,应尽量选择较长的压缩时间间隔,从而使压缩物料中的应 力得到充分的松弛,这不仅有利于压缩变形、提高草捆形态的稳定性,而且也会降低压 缩物料所消耗的功率,但是这样就降低了生产率。为了提高生产率,在实际生产用高的 压缩频率来解决这一问题,但是由于压缩后物料中存在较大的应力,应力会随时间会松 弛,但间隔多长时间再次进行压缩较为合理还是个问题。对此学者们也进行了相应的研 究,如有学者提出根据应力松弛速率来确定压缩频率的观点[34],这些研究成果对实际压 缩生产有很大的指导作用,但也有缺点和不足。应力松弛速率是指物料应力松弛时,应 力随时间衰减的快慢。应力松弛速率只能说明应力衰减的快慢而不能判断应力衰减到何 值。本论文通过对稻草应力松弛特性的研究发现,稻草在应力松弛过程中存在应力瞬降 现象。由表3-2、表3-3、表3-4观察到稻草应力松弛中应力瞬降过程将在第一应力松 弛时间内完成,第一应力松弛时间是指利用广义Maxwell模型描述物料应力松弛特性时, 单个Maxwell模型中最小的应力松弛时间,即应力瞬降均在应力松弛开始Is内完成, 之后,应力随时间的延长松弛相对较慢。
     
     

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