数据分析材料篇(1)

关键词：建筑材料检测；误差分析；数据处理

中图分类号： C37文献标识码：A 文章编号：

建筑行业不断发展，建筑材料的市场也随之广泛发展和应用。建筑材料的优劣直接影响着工程的质量，建筑材料质量检测是建筑工程质量检测的重要基础。因此，只有在施工中使用合格的建筑材料，才能保证建筑工程的质量。在实际建筑材料检测中，不能以偏概全，即不能使用个别建筑材料的测验结果来代替全部建筑材料的测验结果，严格做好建筑材料质量检测，通过科学的方式使全部建筑材料处于监测监控之中。

在建筑材料质量检测中，国家相关的质量试验标准提供了全面而科学的建筑材料依据，通过数据处理后获得代表建筑工程质量特征的数据，客观、全面反映建筑工程的真实质量水平，以期降低工程成本，提高工程质量、确保工程安全。建筑材料在检测中的常见误差分析和数据处理是通过分析其常见误差原因和性质，及其结果评定方式，提出以数据处理的方式来提高建筑材料的合格率和保证工程建设的安全。

1建筑材料检测中常见的误差分析

建筑材料检测中常见的误差可根据误差的性质常分为三种：一是系统误差，二是过失误差，三是偶然误差。

1.1建筑材料检测中的系统误差分析

系统误差可分为两类：固定系统误差和变化系统误差。固定系统误差是指在检测中始终有一个固定的数字偏差，即得到的试验值和实际数据差距不变，如试验机械设备的零点不准和漂移引起的固定系统误差；变化系统误差是外界的环境变化导致的系统偏差变化，如在水泥试验中，一般都会明确规定其室内适宜的温度和湿度，其试验工具也要与室内温度和湿度一致，而不同的温度和湿度会导致系统误差的变化。有时候试验条件无法达到或消除、试验方法不正确等都会造成系统误差。系统误差具有一定的规律，在建筑材料检测中可根据其规律找出误差原因及改善试验方法，并引入正值修正测量数据，消减建筑材料检测中的系统误差。因此在发现系统误差时，需要找出其原因和规律，判断测量数据，改进试验条件和方法等，加强仪器仪表的检定，修正测量数据，提高实验的稳定性和准确性。系统误差往往不易发现，因此测量对象需要使用几种不同的试验方法和检测仪器，从而将得到测量数据进行比较，分析其数据变化和偏差规律，减小因环境改变等因素造成的系统误差。

1.2建筑材料检测中的过失误差分析

过失误差主要是由于建筑材料质量检测人员的粗心大意引起的，又称“粗差”。质检人员带有较大的主观因素，容易凭经验来断症，使数据试验值与实际数据相差大，造成过失误差，如数据记录错误、仪表刻度读错等。为防止建筑材料检测中的过失误差，采用正态分布理论，按照正态分布规律比较鉴别值和测定值的偏差，使数据在一定范围内波动。

1.3建筑材料检测中的偶然误差分析

自然界总存在许多偶然因素不被控制，使测量值存在着差异，这就是偶然误差。偶然误差带有随机性质，由于一些突发性的试验因素导致测量结果失误，一般在数据最后一位数字存在差异。如测量某仪器时，因线路损耗而电源电压不稳，影响了测量结果，造成的偶然误差，还有周围环境的干扰，偶然因素是试验人员无法度量的。为有效防止建筑材料检测中的偶然误差，也需要遵循正态分布规律，删除数据误差过大的因素，减少人为误差，减小额外实验工作量。

2建筑材料检测中的数据处理系统

2.1数据处理系统的参数

数据真值与数据误差之和就是数据的测量值，数据误差具有随机性质，是个随机变量，致使数据测量值也变成随机变量。因此数据处理系统具有三个重要的统计参数：算数平均值、标准差和变异系数。

样本实验一般采用算术平均值，它是样本数据的重要标志，也是样本数据的集中位置，反映了样本随机变量的平均值。通常误差有正数也有负数，通过采用算术平均值处理后，有效消减了数据误差，找出样本数据的集中位置，消除样本数据中的局部波动，得到与实际数值相应的数据。

标准差又有标准误差、标准离差、样本均方差等称法，通过计算各个测量值的误差，反映数据的分布状况和数据间相对的距离。在数据处理系统中，仅仅知道样本算数平均值是不够的，还要知道一组数据的标准差，即是了解测量值在算数平均值周围的分布情况和偏差程度，标准差越大，样本的数据分布越离散，反之标准差越小，样本的数据分布就越集中。

变异系数是衡量一组数据的相对偏差程度，反映了标准差和算数平均值的比值。即是指在两组同性质的样本数据中，若其标准差相同，其平均值的偏差程度也相同，它与平均值大小无关，反映数据的相对偏差。

2.2数据处理系统的结果评定方式

数据处理系统应根据不同的试验对象及其试验标准要求确定不同的数据处理方法。因建筑材料的性质、几何尺寸等不同使试验样本有一定的离散性，因此应正确评价其物理性能，在误差分析的基础上根据国家相应的试验标准而定，根据不同的试验对象及其试验标准确定不同的建筑材料检测数据处理方法。

例如一些常见的建筑材料的结果评定方式。第一、砂石颗粒的结果评定方式。根据国家标准要求，取样本进行两次试验，再取样本算数平均值作为数据检测值，然后进行筛选试验，若筛选值与试验检测值之差高于1%，就需要对其进行重新检测。第二、混凝土立方体强度的结果评定方式。根据国家规定的试验标准，取三个混凝土立方体试件的算术平均值作为试件抗压强度的数据值，其最大值和最小值与中间值之差不能超过15%，即是说若测试中有两测试值与中间值的差值超15%，则试验无效。第三、烧结普通砖强度的结果评定方式。采用相应的试验标准，取10个烧结普通砖样本，若变异系数低于0.21，则依据算数平均数和标准差来评定，但若变异系数比0.21高时，就要按照算数平均值和其最小的强度值进行评定。

3建筑材料检测数据处理系统的建构和展望

3.1建筑材料检测数据处理系统的建构

建筑材料检测数据处理系统包含若干子系统，如砂石颗粒、混凝土立方体抗压强度、烧结普通砖强度、砂浆立方体抗压强度等，根据其不同的试验标准采取不同的数据处理方法，再由子系统进行原始记录、数据输入、数据处理、检测结果、查询数据等模块。

3.2建筑材料检测数据处理系统的展望

随着社会的发展和科学技术的不断进步，建筑材料检测的国家规范和标准在不断更新，在建筑材料检测中数据处理系统中也要做相应的修改和升级。目前，建筑材料检测中数据处理系统的应用和发展，大幅度地提高建筑材料质量检测人员的工作效率，使建筑材料检测规范化和标准化，测量信息准确化，从而更好的为建筑工程质量检测服务。

4结束语

综上所述，本文对建筑材料测量的误差分析、数据处理及其检测数据处理系统的应用和发展作了简要的分析。建筑材料的检测需要依据国家规定的标准和科学的技术手段，减少试验各个环节的误差，对数据进行科学处理，取得代表建筑材料质量特征的真值，才能客观公正地开展建筑材料的质量检测工作。

参考文献：

［1］王少勇.建材检测中的误差分许与数据处理[J].工业设计，2011（12）.

［2］许志斌.常见建材检测中的误差分析与数据处理[J].中国建设信息，2010（9）.

数据分析材料篇(2)

一、前言

浮空器囊体材料弹性模量的测试方法有单轴拉伸试验方法和双轴拉伸试验方法。目前，单轴拉伸试验方法比较成熟，国内多采用单轴拉伸试验方法进行薄膜材料的弹性模量测试，由于薄膜材料的弹性模量不是常数，如何将试验测得的数据应用到薄膜结构有限元分析中是个难题，一般的解决方法是将试验测试结果进行线性拟合，该方法得到的弹性模量将是常数，结构分析时取此常数作为薄膜材料的弹性模量，该数据处理方法不能反映薄膜材料在受力过程中弹性模量的变化。

为了考虑薄膜材料真实的应力-应变关系，材料力学特性计算时必需计及弹性模量的非线性特征，即弹性模量的随加载载荷的变化特性。

通过对某系留气球薄膜材料的单轴拉伸试验结果进行非线性拟合，得出该薄膜材料应力-应变函数，并建立薄膜材料的有限元模型，将得到的应力-应变函数应用于有限元分析过程，通过将应力-应变的有限元分析结果与试验结果进行对比，验证了该拟合函数的正确性，为薄膜材料弹性模量测试结果应用于结构有限元分析提供了参考依据。

二、弹性模量测试试验

某系留气球囊体材料弹性模量测试采用单轴拉伸试验方法，分别沿薄膜材料的经向和纬向制作试验件，试验件尺寸示意图见图1。

按照一定的载荷比例对试验件进行循环往复加载，并测量试验件的位移，每个试验件循环加载6次，最终得到薄膜材料的载荷-位移曲线见图2所示。

三、试验结果处理

根据单轴拉伸试验得到的载荷-位移曲线计算该囊体材料的弹性模量。

用于计算的载荷从10N到载荷最高点，从图2可以看出，除第一次往复循环外，其余5次试验件的载荷-位移曲线重复性很好，故取第2-6次往复循环的试验数据进行数据处理。

将载荷-位移试验数据通过（1）式和（2）式转换成应力-应变数据。

四、有限元应用及验证

利用有限元分析软件建立图1所示囊体材料试验件有限元模型，有限元计算模型见图4。

将根据一般数据处理方法得到的弹性模量常数定义材料和根据第3节得到的应力-应变函数以材料场的形式定义材料，对图4有限元模型加载进行计算，1300N作用下变弹性模量的应力计算结果见图5，应变计算结果见图6。不同载荷作用下计算得到常弹性模量和变弹性模量的应力计算结果与试验数据对比见表1，应变计算结果与试验数据对比见表2。

五、结论

本文考虑薄膜材料在受力过程中其弹性模量的变化性，提出了单轴拉伸弹性模量试验结果的非线性处理方法，并将该方法应用于有限元分析，应力应变的计算结果与试验结果对比分析表明，该方法可用于有限元分析，具有一定的工程价值。

（作者单位：中国特种飞行器研究所）

数据分析材料篇(3)

一、因素分析法的特点

因素分析法就是将影响一个整体变量的因素进行因式分解，找出每一个因素对整体变量的影响程度的一种分析方法。它是用来确定几个相互联系的因素对分析目标对象综合财务指标或经济指标影响程度的一种分析方法。鉴于因素分析法既可以全面地分析各因素对目标对象的影响，又可以单独分析某个因素对目标对象的影响，所以因素分析法在成本分析中受到广泛的应用。

（一）因素分析法中涉及的因素是相互独立的 因素分析法中涉及的因素没有明显的相关性，是相互独立的。在运用因素分析法时应该对用到的几个因素进行相关性分析，涉及到的几个因素中任一个因素发生变化对其他因素的变化不产生影响的前提下才能运用因素分析法。相关性大的几个因素分开计算得出的结果不能真实地反应单一因素变化引起的目标对象的影响值。

（二）因素分析法中需要考虑的因素不能过多 因素分析法中用到的因素越多互相之间的干扰会越大，得出的分析结论可能会不很准确。用该方法时，经验的做法一般是因素为2到5个为宜。

（三）使用因素分析法时应注意各因素的替换顺序 按照因素的性质划分因素分析法中涉及的因素可以分为数量指标和质量指标两大类。两类因素的替换顺序不同将会得出不同的结论，从而也会影响分析结果的准确性。实际应用时往往是先替换数量指标再替换质量指标。

因素分析法在计算每一因素变动的影响时，都是在前一次计算的基础上进行的，并采用连环比较的方法确定因素变化的影响结果。因为只有保持计算程序上的连环性，才能使各个因素影响之和等于分析指标变动的差异，以全面说明分析指标变动的原因。

（四）因素分析法主要适用于可比产品成本的比较分析 因素分析法主要适用于可比产品成本的比较分析，可以进行当期比较分析，也可以进行累计同期比较分析，主要用来分析成本变化的主要原因，从而为以后的成本改善工作提供重要的信息。对于那些新产品的成本分析，用因素分析法就比较困难。因此这一方法主要适用于那些两个会计期间产品品种变化不大的企业进行分析，否则产品品种变化过大，可比产品占比重不高，采用这种方法进行分析意义不大。

二、产品成本因素的界定

（一）产品成本的构成 目前实务中计算产品成本的方法比较多，但产品成本的构成不外乎直接材料、直接人工和制造费用等项目。几乎所有制造型企业直接材料成本都是成本构成的主要部分，因此对成本进行分析首先需要考虑的就是直接材料成本。本文以直接材料成本为例说明因素分析法在成本分析中各因素的影响值。

（二）影响直接材料成本的主要因素 大多数企业生产成品的直接材料都是外购的，当然有的企业部分材料是自己加工生产的，所以影响直接材料成本的一个重要因素就是材料的单价。随着企业技术方面的改进提高生产所需的材料数量也会有变化，材料用量也是影响直接材料成本的一个因素。所以影响直接材料成本的两个主要因素就是材料单价和材料用量。

三、传统因素分析法计算的分析

（一）产品直接材料成本分析举例 在进行两期的比较分析时，不同产品耗用材料品种不一样，最终直接材料总成本也会有很大的差异，本文以产品耗用一种直接材料为资料，其单位产品成本中直接材料成本的影响因素可以分解为直接材料的材料用量和材料单价，为了下文建立分析模型，材料用量用Q表示，材料单价用P表示，直接材料成本用C表示。

根据表1中的资料，直接材料成本报告期数比基期数增加了140元，这就是分析对象。显然直接材料成本的上升是由材料用量Q和材料单价P两者共同作用产生的，各个因素对分析对象会产生多大的影响呢？

传统的因素分析法时要确定各因素的替换顺序的，各因素的替换顺序不同得到的结果也是不同的，采用不同的因素转换顺序将会得出不同的结论。所以应用传统的因素分析法我们可以得到两种不同的结果。

假设Q 0、P0、C0分别是基期的材料用量、材料单价、直接材料成本的数据，Q1、P1、C1分别是报告期的材料用量、材料单价、直接材料成本的数据。

方法一，先替换材料用量这一因素：

第一次替换，Q1×P0=50×8=400（元），用量对直接材料成本的影响额是400-360=40（元），用量增加了5件导致直接材料成本增加了40元。

第二次替换，保持第一次替换的材料用量报告期的值不变，Q1×P1=50×10=500（元），材料单价对直接材料成本的影响额是500-400=100（元），材料单价上涨了2元导致直接材料成本增加了100元。

两个因素影响额的和即直接材料成本报告期与基期的数值差额是40+100=140（元），也就是说材料用量和材料单价两者共同变化引起产品直接材料成本增加了140元。

方法二，先替换材料单价这一因素：

第一次替换，Q0×P1=45×10=450（元），材料单价上涨2元对直接材料成本的影响额是450-360=90（元）。

第二次替换，保持第一次替换的材料单价报告期的值不变，Q1×P1=50×10=500（元）。材料用量对直接材料成本的影响额是500-450=50（元）。

两个因素影响额的和是90+50=140（元），也是直接材料成本报告期与基期的数值差额。

上述两种方法结果显示替换顺序不同产生影响的方向是相同的，即材料单价和材料用量变化都使得直接材料成本有所上升。但是两者的影响额的大小是不同的，很难判断哪种替换方法是更好的，所以就需要对因素分析法的实质进行研究。

（二）传统因素分析法中两个因素变动对目标对象的影响 传统因素分析法在确定各因素对目标对象影响大小时是这样确定的，理论上来说一般变化较大的因素应放在前面，比较容易控制的因素也应适当前置，在实务中由于很难进行判断，因此往往在选取因素替换顺序时具有一定的主观判断，可能会导致分析结果有点误差。下文分析两种不同替换顺序对目标对象影响的实质。

如图1所示，第一种替换方法中材料用量对直接材料成本的影响额是指的图中Q×P0的部分，材料价格对直接材料成本的影响额是指图中P×Q0和Q×P两部分。而在方法二中材料价格对直接材料成本的影响额是指图中P×Q0，材料用量对直接材料成本的影响额是指的图中Q×P0和Q×P。从方法一中可以看出先替换材料用量这一因素，则材料单价这个因素就分担了Q和P共同引起的变化量即Q×P。同理，方法二中材料用量这一因素就分担了Q×P。

（三）传统因素分析法的缺陷 首先，在传统因素分析法中我们只是选择先替换数量指标后替换质量指标的方法，而替换顺序不同产生的结果是不同的。传统因素分析法不能很好地解释为什么不采用先替换质量指标再替换数量指标的原因。其次，传统因素分析法默认第一个替换的因素数量指标承担共同变化影响值。而通过对上面的例子分析，共同作用影响值是由第二次替换的质量指标承担的。这就与传统因素分析法由数量指标来分担共同作用影响值相背离。最后，传统因素分析法不能准确地计算各因素对目标对象的影响值。而引起不准确的地方就是共同作用影响值没有很好地分配到各个指标影响值当中。

四、传统因素分析法的改进

从上述例题可以看出传统的因素分析法并不是很完善，传统的因素分析法并没有解决两因素共同作用所引起变化的分配问题，下面我们对传统因素分析法做一些改进。

（一）各因素的影响值的确定 具体为：

C=C1-C0=Q×P0+P×Q0+Q×P .①

C0=P0×Q0 ②

将公式①右边各项同时乘上公式②，即C0/P0×Q0然后得出：

C=（Q/Q0）×C0+（P/P0）×C0+（Q/Q0）×（P/P0）×C0 ③

提取公因式后，C=C0×[（Q/Q0）+（P/P0）+（Q/Q0）×（P/P0）] ④

显然Q/Q0是Q因素的变化率，P/P0是P因素的变化率。为方便起见我们用m代替Q/Q0，用n代替P/P0则公式④就变成：

C=C0×（m+n+m×n） ⑤

变换之后可以得出以下结论：

第一：材料用量因素的单一变化影响值由其自身变化率m决定。第二：材料单价因素的单一变化影响值由其自身变化率n决定。第三：两因素的共同影响值由m×n决定。

根据以上三点可以知道各因素的影响值由其自身变化率决定。如果m>n，则材料用量因素的单一变化对目标对象产生的影响值比材料单价因素的单一变化对目标对象的影响值大。同理如果m

另一种分类方法我们可以知道目标对象的变化由两部分构成：一是单一变化产生的影响值，二是共同变化产生的影响值。从公式④可以看出单一变化因素和共同变化因素的大小都由两种因素的变化率决定。下面来分析一下在共同作用因素中材料用量的变化率和材料单价的变化率对共同作用变化影响额分配上的影响。材料用量和材料单价的变化率决定了共同作用影响额的分配。

假设HQ=m/（m+n），HP=n/（m+n）；TQ是材料用量的总影响值，既包含单一因素产生的影响值又包括共同作用因素中属于材料用量应该分配得到的部分。TP是材料单价的总影响值，既包含单一因素产生的影响值又包括共同作用因素中属于材料单价应该分配得到的部分。

TQ=m×C0+m×n×C0×HQ=m×C0×[1+m×n/（m+n）]

TP=n×C0+m×n×C0×HP=n×C0×[1+m×n/（m+n）]

设G=1+m×n/（m+n），则有TQ=m×C0×G，TP=n×C0×G

又已知C= TQ+TP，所以有C=m×C0×G+n×C0×G

材料用量Q的影响程度是TQ/C=m×G/（m×G+n×G），材料单价P的影响程度是TP /C=n×G/（m×G+n×G）。即材料用量Q的影响程度是m/（m+n），料单价P的影响程度是n/（m+n）。

各因素对目标对象的影响比例确定了之后来看一下上面的例题用改进后的方法计算的结果。题中m=Q/Q0=5/45=1/9，n=P/P0=2/8=1/4，C0=360，G=1+m×n/（m+n）=14/13

将以上各数代入上面的公式可以得到以下计算结果：

材料用量Q的影响额是：TQ=m×C0×G=1/9×360×14/13=

43.08

材料单价P的影响额是：TP=n×C0×G=1/4×360×14/13=

96.92

（二）改进后因素分析法在多种情况下的推广 为了使改进后的因素分析法更加通用，下面对因素分析法做进一步的总结，如图2所示：

（1）各因素变化率的确定。把传统因素分析法实质分析图划分成四个部分即A、B、C、D四部分，如图2所示。通过上面例题可以看出不论是成本上升还是下降材料用量的变化率等于Q除以Q0和 Q1中的较小值，材料单价变化率等于P除以P0和P1中的较小值。

（2）各因素对目标对象影响值的实质。各因素变化的情况很多，比如两因素都下降或是一个因素上升一个因素下降。为使得方法能通用以下利用面积来分析。改进后的因素分析法实质是对图2中D部分的面积进行分配。TQ等于图2中B部分的面积加上D的面积中应该分配给材料用量的部分，TP等于图2中C部分的面积加上D部分的面积中应该分配给材料单价的部分。

（3）共同作用影响值的分配。图2中所示的共同作用影响值是D部分面积。D部分的面积应该分配给材料用量的比率是材料用量的变化率除以材料用量的变化率与材料单价的变化率之和。D部分的面积应该分配给材料单价的比率是材料单价的变化率除以材料用量的变化率与材料单价的变化率之和。

（4）各因素对目标对象影响方向的确定。上述三个方面只是计算出各因素对直接材料成本的影响值，并没有指出各因素对直接材料成本的影响方向。各因素对直接材料成本影响方向的确定方法是，如果某一因素报告期数据比基期数据大，则这一因素就使直接材料成本上升。相反，某因素报告期数据比基期数据小，则这一因素就使直接材料成本下降。

（三）改进后的因素分析法相比传统因素分析法的优势

（1）不需要考虑各因素的替换顺序。传统因素分析法中各因素的替换顺序不同得到的结果也是不同的因素分析法进行因素替换时顺序选择将会影响到分析结果的准确性，采用不同的因素转换顺序将会得出不同的结论。而改进后的因素分析法是利用各因素对目标对象影响程度的百分比来确定个因素对目标对象的影响值的，所以改进后的因素分析法能避免由于替换顺序的问题引起的结果的不准确性。

（2）不需要保持各因素替换的连续性。在传统因素分析法中在计算每一因素变动的影响时，都是在前一次计算的基础上进行的，并采用连环比较的方法确定因素变化的影响结果。只有保持计算程序上的连环性，才能使各个因素影响之和等于分析指标变动的差异，以全面说明分析指标变动的原因。改进后的因素分析法计算过程只需要考虑基期目标对象值和各因素自身的变化率，不需要考虑各因素替换的连续性，这样使得计算过程简单多了。

（3）分析结果更加准确。改进后的因素分析法解决了共同作用影响值的分配问题，这一点是传统因素分析法不能解决的问题。各因素根据自身变化率的大小来分配共同变化影响值是相对合理的分配方法，能被大多数人接受，理解起来也简单。

运用因素分析法的目的是用这一个方法来确定各因素变化后对成本的影响大小，改进后的因素分析法更加简单、更加精确，也有利于企业得出正确的判断。通过对以上例题分析结果我们可以看出各因素的影响值大小。材料单价的变化对直接材料成本的影响值要大于材料用量对直接材料的影响值，那么企业就会首先解决材料单价变化的问题，其次就是控制材料用量的变化问题。因素分析帮助企业找到了那些导致成本变化较大的因素，从而可以更好地控制成本。

参考文献：

[1]常金奎、石金花：《因素分析法的实质性分析》，《呼伦贝尔学院学报》2008年第1期。

[2]隋丽：《浅谈比较法、因素分析法在企业财务分析中的应用》，《轻工设计》2011年第3期。

[3]杜家龙：《四种因素分析方法的比较研究》，《企业经济》2007年第11期。

[4]曲学杰：《因素分析法中交叉及同时变动影响额的分配分析》，《科学技术与工程》2009年第17期。

数据分析材料篇(4)

Abstract： In view of the characteristics of High Speed Train-high speed， large braking energy releasing， high requirements for foundation braking device especially for braking disc high temperature performance， this paper studies the new alloy steel material and structure brake disc. The ANSYS simulation software is used to do simulation comparative analysis of the disc temperature field， thermal stress field and other key performance of 1#material and 2#material brake disc. The result shows that， the temperature rise and disc thermal stress of 2# material brake disc is much better than that of 1#material and thus providing basis for the material selection of high speed train brake disc.

关键词： 动车组；制动盘；材料；仿真；试验

Key words： motor train unit；brake disc；material；simulation；test

中图分类号：U270.35 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）22-0030-03

0 引言

国内高速铁路已经进入了高速发展的时期，随着郑西、京沪、武广等高速铁路线和五大城际客运铁路线路等竣工投入使用，国内对时速250公里及以上高速动车组的需求量也日益增大；因此时速250公里及以上动车组是我国现阶段引进和研发的重要项目。随着高动车组速度的不断提高，很大程度上节省了国内两地间的旅行时间，使得全国范围内很多城市之间能做到当天到当天回；然而由于运行速度的提高，对高速列车旅行的安全性要求也不断提高，也越来越受到大众的关注；列车安全性问题中，盘形基础制动系统的好坏是能否保证列车按要求停车的最终保障，而制动盘是其中最为关键的零部件之一，承担着制动过程中产生热能量的80%～90%，因此，制动盘耐温性能和摩擦性能的好坏，决定着列车运行的最终安全。现高速动车组制动盘基本全采用国外进口，按国家铁路部门要求急需进行国产化研制。

本文设计了一种高速动车组用制动盘结构，分析了1#和2#两种材料的材料性能，通过利用ANSYS对1#和2#两种材料盘体制动过程温度场、热应力场情况的仿真对比分析，确认适合用于高速列车制动盘的材料，为制动盘的顺利研发奠定理论基础。

1 制动盘结构和材料参数

1.1 结构设计 图1为设计的制动盘三维结构，该制动盘做了通风结构设计，主要有盘体摩擦面和各种不同结构和作用的散热筋，主要保证盘体制动时的通风散热效果，降低盘体制动过程中的温升。

1.2 材料选型 本文设计了1#和2#两种制动盘盘体材料，分别对两种盘体材料物理特性参数进行试验分析。图2为两种材料的导热系数随温度变化曲线。图3为两种材料线膨胀系数随温度变化曲线。

2 热分析仿真模型建立

2.1 结构模型 考虑到制动盘在制动过程中受力对称，而且制动盘的结构为中心对称，故采用整个模型的1/12进行计算，这样可以减少计算量，在边界上施加对称边界条件进行计算，扇形区的两个截面采用耦合结点进行处理，这样处理之后与整个盘体的模型等效，而单元数减低为原先的1/12，大大降低了计算成本。划分后的有限元计算模型如图4所示。

2.2 热载荷条件 根据传热学理论，对于无内热源的各向同性材料，其热传导方程为式如下：[1]

■+■+■=■■

式中，T为温度，（K）；t为时间，（s）；ρ为材料质量密度，（kg/m3）；C材料比热容，（J/（kg·K））；λ为材料导热系数（W/（m·K））。由能量折算法确定制动盘的热流密度[2]：根据能量守恒定律，从能量的角度分析列车的制动过程。假设列车动能全部转化为制动盘的热能，则制动过程中闸瓦与制动盘摩擦产生的热量可由如下公式表示：Q（t）=W=■Mv■■-v■■

式中，v0列车初速度，vt为列车制动过车过程中某一时刻速度，t为总制动时间，W为列车动能，M为列车质量。

根据热流密度的定义，热流密度q和摩擦热量Q可表出如下：q（t）=■/S

式中，S为参与摩擦的制动盘面积，即闸片在制动盘上划过的圆环面积S=πR■-r■。

考虑到实际制动过程中，由于存在轮轨摩擦和空气阻力等因素，列车动能只能有一部分转化为热能，又有一部分热量被闸片吸收；因此，引入转换效率概念η，可得热流密度q与时间t的函数关系如下：q（t）=-η■

式中，q（t）为t时刻加载于制动盘面的热流密度，（kW/m2）；M为列车质量，（kg）；a为制动加速度，（m/s2）；v0为制动初速度，（m/s）；n为每根轴上装配的制动盘个数；R和r分别为闸片与盘面摩擦的环形区域的外径和内径，（m）。

2.3 对流换热系数Hf[3] 对流换热系数与导热系数不同，它与材料无关，而取决于流体流动状态、流体物理性质、壁面温度以及壁面的几何形状。根据平面散热问题的传热学理论得H■=0.664■■p■■■

式中，pr为普朗特数；λα为空气导热系数，（W/（m·K））；L为壁面长度，（m）；u■为空气流动速度，（m/s）；v为空气得运动粘度，（m2/s）；忽略制动盘温度周围温度变化的影响，则v、pr、λ为定值，Hf只与u∞和L有关。

3 仿真分析

依据有关高速动车组制动技术参数，设计仿真计算轴重15t，制动初速度为300km/h，制动盘初始温度为20℃，进行边界条件以及热载荷的计算，并以此进行1#和2#两种不同材料制动盘在温度场、热应变及应力场等有限元仿真计算，并进行比较分析。

3.1 温度场仿真分析 根据所给已知条件对两种不同材料制动盘在同等条件下进行温度场的仿真分析，图5为制动盘各部位节点温度随时间变化曲线，图6为最高温度时刻制动盘温度云图，图中（a）表示1#材料制动盘，（b）表示2#材料制动盘，下同。从图中分析可以得知：两种材料的最高温度均出现在摩擦面上，最高温度均出现在约制动后80s，1#材料制动盘最高温度约645℃，2#材料制动盘最高温度较低，约529℃；摩擦面温度变化趋势为先升后降，盘体背面温度由于热传导作用升温趋势要缓于摩擦面。从仿真结果可以看出，2#材料制动盘在制动温升方面明显优于1#材料制动盘。

3.2 应力场仿真分析 通过温度场分析模型转化为结构分析模型，导入材料的非线性特性参数，给有限元模型加以对称边界和位移约束，同时步步加载所分析得到的各时段温度数值，进行制动盘热应力的求解计算。图7所示为两种材料在相同条件下不同位置热应力有限元仿真结果。从应力分析曲线可以看出，两种材料制动盘摩擦面应力均要高于其他部位，1#材料制动盘最高应力410MPa，2#材料制动盘最高应力215MPa，明显小于1#材料材料，这也预示着在相同疲劳强度基础下1#材料比2#材料更易出现裂纹，所以2#材料制动盘的抗热裂纹性能明显高。

4 结论

本文主要设计了一种高速动车组制动盘的结构，并通过制动盘温度场、热应力场仿真分析对1#材料和2#材料两种材料制动盘进行了材料选型工作，经过分析得出结论：2#材料制动盘的最高温度、最大应力均小于1#材料制动盘，具有更高的热容量，符合高速动车组对制动盘的性能和高热容量的要求，是理想的制动盘材料，可以进行进一步的试制和试验验证工作，同时，为高速动车组制动盘的材料国产化提供了依据。

参考文献：

[1]曹玉璋，邱绪光.实验传热学[M].北京.国防工业出版社，1996.

数据分析材料篇(5)

关键词:B/S;ASP;材料;统计分析;网络管理

中图分类号:TP393.09文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)35-9993-02

Design and Implementation of Material Management System

DENG Dong-ye

(Xi'an Passenger Train Vehicles Department, Xi'an 710015, china)

Abstract: The system adopts B/S structure and is designed by ASP and SQL Server 2000 database. The Material program become computer management from manual records, which enable a purchase of materials, application, allocation and payment and help library staff to master material inventory management and dissemination of information to enable them to purchase materials according to the productionrequired and analyse material information.

Key words: B/S; ASP; material; stat; network management

1 背景

随着计算机性能及技术不断提高,利用计算机技术管理浩瀚的数据已成为数据管理的必然趋势。数据库技术也随着迅速发展并得到广泛使用。建立数据库具有功能强大、操作简便、快捷、方便等诸多优点。基于目前计算机耗材的人工记录管理,设计开发了材料管理网络系统,通过该系统,使材料管理透明化,有利于节支降耗;而且利于材料的统计分析。本设计根据使用者的权限灵活设定相应的操作模块,保证数据的安全性,对材料进行分类,采用三级联动菜单实现,方便操作。利用该管理系统能减轻管理人员的基础工作量,提高了工作效率,节约了成本。

2 系统功能与结构

本系统按照实际使用需要,实现材料的入库登记、查询,材料调拨登记、调拨记录查询,材料申请、发放查询。根据各用户所操作的功能设定不同权限,由材料管理员登记购入的材料信息,根据各个分库的使用数量向分库调拨材料。分库按照各部门提交的材料申请报表,发放材料,如果库存材料不足,系统会提示从总库调拨材料,然后发放。如果总库储存材料小于需求数量时,则提示材料管理员采购材料。流程图如图1。

3 详细设计与实现

系统架构采用B/S(Browser/Server)结构,即浏览器和服务器结构,用户工作界面通过WWW浏览器来实现,只有很少部分事务逻辑在前端(Browser)实现,主要事务逻辑在服务器端(Server)实现,形成了三层结构。其功能上能实现不同的人员,从不同的地点,以不同的接入方式访问和操作共同的数据库;它能有效地保护数据平台和管理访问权限,服务器数据库也很安全。为保证以最优的方式组织数据,提高完整性、一致性和可修改性,形成合理流程,因此数据库采用SQL Server 2000。开发语言采用ASP,ASP是一种服务器端脚本编写环境,可以与数据库和其他程序进行交互,创建和运行动态网页或Web应用程序。ASP的源程序不会被传到客户端浏览器,因此可防止ASP程序代码被窃取,从而提高了系统的安全性。

3.1 数据库设计

按照规范化数据库设计原理,结合本系统的需要,设置材料字典、材料入库、材料发放表3个数据表,其中:材料字典表存储材料类型信息,将繁杂的材料信息按照三层进行分类存储;材料入库表登记材料类型、单价、数量等信息;材料发放表记录材料类型、发放部门、数量等信息。

本系统是基于数据库的应用管理系统,选用Microsoft SQL Server 2000数据库,建立数据库实例名称为DocumentSystem,包含3个数据表,表名称是:Clzd(材料字典)、Clin(材料入库表)、Claskfor(材料发放表)。

Clzd数据表包括字段hctype(材料类型)、name(名称)、xh(型号);

Clin数据表包括字段inperson(收料人)、indate(收料日期)、 hctype(材料类型)、 name(名称)、xh(型号)、price(单件)、number(数量)、totalprice(总价)、factory(材料生产厂家)、fperson(发料人)、phone(联系电话)、 storehouse(仓库名称);

claskfor数据表包括字段dept(发放部门)、askid(发放序号)、hctype(材料类型)、name(名称)、xh(型号)、ffdate(发放日期)、number(发放数量);

3.2 数据库连接

数据库编程使用ADO技术,实现对数据库的访问。本系统的多个窗体都需要连接数据库,为了简化代码,使数据源集中管理,将数据库连接做成一个统一的模块,需要时将模块引入不必直接操作数据源本身。本系统将数据库连接文件命名为datasource.inc,采用Include方法将数据库连接文件插入到ASP文件标记下面,在每个页面中包含语句,就可以连接数据库。数据库连接代码如下:

3.3 系统主要功能模块设计

系统页面采用框架结构,各模块使用树目录形式,主要包括五个功能模块,这里主要介绍材料入库模块、材料调拨模块、材料发放模块和材料查询模块的实现。

3.3.1 材料入库模块

材料入库模块是将采购材料的基本信息录入到材料管理系统,对材料进行查询、统计分析。用户输入用户名和密码后,系统对用户的权限进行判断,管库员有录入材料信息的权限,登记材料类型、名称、型号、单价、数量等信息。由于材料种类繁多,本系统对材料进行分类,采用三层联动下拉框实现,方便用户操作。材料入库模块设计界面如图2。

主要程序代码如下:

3.3.2 材料查询模块

材料查询模块方便使用人员掌握材料入库情况、材料发放种类、数量。使用人员可以按照时间、材料类型、入库、发放等多种条件或其中一个条件检索材料信息。主要代码如下:

3.3.3 材料发放模块

材料发放模块是按照材料提报计划将材料分配到各使用部门。用户登录后,系统对用户的权限进行判断,管库员有材料发放的权限,输入需要发放材料的数量,系统将需要发放材料的数量与库存数量进行比较,如果需要发放材料的数量小于库存数量,材料发放成功,将库存材料数量进行递减,记录发放部门;否则提示购入材料。主要代码如下:

3.3.4 材料调拨模块

材料调拨模块是针对本地库存材料不足时采取的补救措施。当需要发放材料的数量大于库存数量时,由管库员从总库向分库调拨材料。在此处,系统对两个数据做比较,当需要调拨材料的数量小于总库库存数量时,可以从总库调拨,系统将调拨材料的数量增加到本地的材料库,由本地管库员向使用部门发放材料,反之提示需要购入材料。

4 结论

材料管理网络系统的开发克服了手工登记带来的诸多不便,将繁杂的材料数据进行信息化管理,方便使用人掌握材料购入、库存、发放等信息。管库员根据生产所需及时购入材料,方便查询分析统计,也节约财力物力,提高了工作效率,使材料管理科学化、信息化。

参考文献:

数据分析材料篇(6)

工程造价中相关的审核主要是依据审核目的制定良好的审核工程控制，制定规范的数据标准，提高有效化的原则分析过程，实现资源优化的合理配置过程，保证高效最大化的投资效益分析过程。通过对工程造价的综合性系统全面审核，实现错误内容的逐步纠正。在工程造价审核过程中需要对工程的质量进行合理化的分析，套用相关的工程定额数据分析过程，完善工程计费，实现良好的费用数据采集。在施工图的基础结构分析过程中，加强招标文件、设计会审、会议纪要、工程现场勘查、工程变更会签、合同签订、隐蔽性工程等一系列相关数据资料的分析，按照相关的文件要求进行规定的技术审核，从而实现良好的工程造价审核目的控制。

二、工程造价审核数据质量的控制基础性原则

以工程的生产质量为基础，制定工程造价审核控制过程分析制度，坚持安全第一、质量第一的节约工程资金控制管理，制定以管理为基础核心内容，创建良好的质量数据控制过程，逐步实现良好的工程造价审核分析，提高工程操作的合理性，实现良好的专业知识道德素质人才建设管理，保证合理化的工程造价顺利开展，从而保证工程质量的有效性建设过程，实现优质化、系统化、技术应用性综合性人才的培养，保证工程造价审核数据的良好质量控制原则分析过程。

三、工程造价的综合性审核步骤控制过程

1工程造价的审查工程比例

工程量的合理审核可以加强综合性的审核计算控制，根据相关的交接情况对工程量进行数据量计算，套用额定计算定格进行造价数据分析，手动计算在实际的工程造价中较为容易出错；例如，土方开挖、回填、外运等都容易因为工程量造成数据误差。砌体的门框、梁柱、窗框的体积尺寸大小也容易产生一定的错误，造成在工程遭际计算过程中对数据模板、梁柱交接出产生一定的缺陷。通过对竣工的工程结算数据的控制，对设计变更的相关图纸数据进行实物发展控制，实现对计算机尺寸数据的有效化衡量。伴随着计算机的快速发展，对加强各项计算机尺寸数据和实际工程量的控制管理，保证软件套件的逐步完善，实现工程量的有效化计算控制。

2审核材料的各项价格分析

根据材料的价格对工程的综合性造价进行控制管理，对建筑工程项目的各项材料数据进行对比，制定合理化的材料选取，从而保证工程造假的高低控制过程。通过建筑材料市场的各项材料的分析，对不同材料价格的相关使用情况进行控制，制定合理化的工程监理分析过程，保证和现场监理工程师和现场人员之间的良好沟通，实现在各个时间段内的有效化施工控制，从而保证材料数据的价格、质量效果。根据施工现场的相关材料进行发票准确程度分析，确保各项材料差价的调整过程控制，执行合理化的施工工程造价控制，从而实现良好的综合性工程信息分析。

3工程造价的审核定额控制管理

通过对工程审核定价的有效化控制，对相关的定额数据进行分析，确保施工合同、施工监理控制过程的有效化约定分析，套用良好的单价准确控制过程，实现与施工单价指标的清单数据项目控制标准，实现定额换算的准确性。通过对项目的单位、内容、材料、数据的有效化定额控制，加强综合性数据分析控制。例如，土壤的各项级别选用良好的开挖方式，采用土方外运的距离控制管理，利用商砼的各项工程垂直运输控制管理，保证运输规定的相关系数，提高工程额定审核数据编制的准确性，实现材料价格的合理控制。采用良好的新技术、新工艺和新材料逐步加强各项工程项目中定额数据的套用，保证良好的实际测算，对人工材料、机械消耗用量、编制数据进行标准价估测，完善工程造价的有效化定额审核控制管理。

4工程审核的费用内容

根据工程的安全标准对相关工程项目数据进行施工控制，从而逐步加强工程造价管理部门文件的标准分析，提高预算中的相关定价配额使用量，根据不同的施工单位项目进行预算管理控制，实现程序标准的级别取费。取费的基础项目、基数、程序和相关的造价管理标准都需要进行系统的规定和控制，制定良好的综合性审核费用项目标准控制管理，实现项目工程造价的基础数据质量控制管理。

四、工程的综合性造价审核方法

1采用工程对比审核方法

在工程的相关结构、建设标准和工程用途上进行结构分析，制定合理的基础审核数据控制，保证各项工程造价数据的合理计算效果，从而实现综合性建设过程的基础指标数据。根据工程审核图纸进行造价对比分析，从实际的差异中对工程设计进行差异比价计算。

2重点工程的审核方法

对重点工程数据进行概预算审核设定，实现工程造价过程中相关项目的重点审核。对钢筋、硅材料、防水、混凝土铺设、门窗墙壁工程和相关的主要防治措施进行重点分析，制定合理的审核标准定额定价，从而确保工程重点审核效果的准确性。

五、结语

数据分析材料篇(7)

【关键词】聚氨酯;本构关系

Abstract：To accurately describe the polyurethane elastomer material properties，and accurately predict the mechanical properties of polyurethane products，starting from the statistical thermodynamic method and the phenomenological method，adoptting the method of experiment and simulation analysis，experiment data is collected from various types of material，with several groups of data by fitting equation，this paper establishs the constitutive relation that is suitable for polyurethane elastomer material.In polyurethane elastomer numerical analysis and engineering application，this method that is applied to various formulations of polyurethane elastomer constitutive relation research has good applicability，and has a certain reference significance.

Key Words：polyurethane elastomer;the constitutive relation

聚氨酯弹性体是一种主链上含有较多氨基甲酸酯基团的高分子合成材料，其性能主要取决于不同的异氰酸酯基团、固化剂、软段聚合物、反应条件、相分离度以及链段间的相互作用等，其中某一因素的改变，将使聚氨酯性能随之发生改变[1]。在对各种配方制成的弹性体进行力学性能试验时发现，当聚氨酯弹性体承受较小的变形时，每种变形相对应的应力可以从传统的弹性分析中得到较好的近似，可以将其本构关系作为线性进行处理。但是在较大的变形情况下，聚氨酯弹性体具有典型的材料非线性，线性化的处理方法将导致计算精度的较大误差，不利于我们较为精确地预测聚氨酯制品的真实性能。因此，为准确地描述聚氨酯弹性体的特性，需要用应变能密度函数来表征其材料的非线性弹。

1.聚氨酯弹性体的物理力学性能

聚氨酯弹性体具有橡胶类材料所共有的不可压缩或近似不可压缩的特性。在复杂的应力状态下，聚氨酯弹性体各个方向产生明显的变形，但是其总体积保持不变，利用这个特性对其各向变形加以限制，则不仅可以承受巨大载荷，还能充分发挥良好弹性的优点，这也是将聚氨酯弹性体应用于新型隔振产品的基础。

对于聚氨酯材料的性能，刘晓华对其耐热性能的影响因素进行了分析[2]，朱金华对聚氨酯弹性体的结构及动态力学性能进行了研究[3]，赵菲对其力学性能的影响因素进行了研究[4]。

鉴于聚氨酯弹性体优良的综合性能，本文对聚氨酯的材料配方进行了一系列研究，得到了满足隔振元件性能要求的聚氨酯弹性体材料配方，根据该配方制备了标准聚氨酯弹性体试样，试样尺寸符合相应国家标准[5-6]，对上述标准试件进行了拉伸、压缩应力应变性能的测定，试验过程中严格按照标准规范操作流程，部分试验结果如表1和表2所示。

2.超弹性材料的本构模型

2.1 基于统计理论的本构模型

最初成功地将统计理论应用于处理橡胶问题的是Kuhn，他导出了弹性模量和链的分子量之间的关系，但他没有将这一应力应变的关系式推广到大应变问题上去。Treloar将高斯统计理论应用于一种简单的长链分子网络模型[7]，得到了形式为的应变能密度函数，其中是Cauchy-Green应变张量的第一不变量，是橡胶材料常数。Treloar通过对含有8%硫磺的硫化橡胶进行试验得出，在小变形范围内，该函数可以较好地拟合单向拉伸试验，但是在大变形时，理论和试验相差较大。尽管如此，该本构方程提供了认识不同类型应变下应力应变曲线之间关系的基础，这种能处理任何类型应变的能力，是统计理论的突出功绩之一，对大弹性变形研究的发展产生了巨大的影响。

2.1.1 Arruda-Boyce本构模型

Arruda[8]等人通过模拟单轴拉伸试验，建立了Arruda-Boyce应变能密度函数，研究表明，该函数适用于全应变范围以及大应变时硬化的条件，但不适用于双轴拉伸试验。其表达式为：

其中：

N为单位体积内的总链数。该模型也叫做eight-chain模型，的值由热力学统计方法得出，代表初始的剪切模量即。表示锁死应变，出现在应力应变曲线最陡峭的地方，初始的体积模量为。Kaliske和Rothert的研究表明，这种体积应变能表达式适用于大部分工程弹性材料。

2.1.2 Van Der Waals本构模型

该模型定义的应变能密度函数为[9]：

其中：

是初始剪切模量，是保持伸长量，是整体相互参数，是不变混合参数，值控制压缩特性，这些参数都是温度函数。分别是第一、第二偏应变不变量。可以得到初始剪切模量及体积模量为：

基于统计热力学的这种方法一般用来解决橡胶分子网络的统计学长度、排列方向和结构，但是对于更大的应变范围存在不足，Shaw和Young指出这种统计学理论只适用于大约50%的应变[10]。

2.2 基于唯象理论的本构模型

为了得到超弹性材料一般性质的更为精确的数学表达式，可以借助“唯象”的处理方法，这是一种基于数学推理的方法，目的是寻找描述超弹性材料性质的最普遍或最简单的途径。唯象理论假定超弹性材料在未变形状态下是各向同性的，聚合物结构的长链分子的排列方向是无规律的，承受拉伸时会使其分子朝着拉伸方向校正排列方向，因此，假设在变形过程中各向同性仍然是有效的。此外，由于超弹性材料的体积弹性模量非常高，因此可假定材料具有不可压缩性。该方法构造了描述超弹性材料性能的力学框架，可以不考虑其微观结构或分子概念而解决应力分析和应变分析问题[11]。

2.2.1 Polynomial本构模型

多项式形式的应变能密度函数是常用的形式之一，该方程的表达式为[12]：

式中是多项式阶数，为同温度有关的材料参数，表示材料的可压缩程度。分别为第一、第二偏应变不变量，，表示变形后与变形前的体积比。可以得到初始剪切模量及体积模量为：。当时，此本构方程即Mooney-Rivlin方程，其表达式为：

如果函数中所有，则得到Reduced Polynomial本构模型：

2.2.2 Ogden本构模型

Ogden应变能密度函数的表达式为[13]：

其中和R同温度有关，可以看作是材料参数，数值由试验确定;，表示变形后与变形前的体积比，幂指数是能拟合完全非线性试验数据的任意实数。Ogden把上述公式应用到单向拉伸、等比双轴拉伸和纯剪切等试验数据上，对单向拉伸和纯剪切试验，采用二项的Ogden公式，除（下转第76页）（上接第57页）非在非常大的应变下出现显著的偏差，吻合程度较好。

2.2.3 Reduced Polynomial本构模型

该方程的表达形式为：

其中N是材料参数，是同温度有关的材料参数。为第一偏应变不变量。可以得到初始剪切模量及体积模量为：。当时，该本构方程即Neo-hookean方程，函数表达式为：

当时，该本构方程为Yeoh方程[14]，函数表达式为：

3.聚氨酯弹性体本构关系的确立

数值分析的精度是与输入的材料数据直接相关的，而材料数据应该来自一组独立的试验。聚氨酯弹性体基础试验的目的，是满足隔振产品建模及性能分析过程中材料非线性数学模型的输入要求[15]。为全面描述材料的非线性本构关系，获得较为精确和稳定的材料模型，必须对聚氨酯弹性体进行一系列基础试验，如果只进行单一类型的材料基础试验，通过该应变状态来确定材料的本构模型，那么当此模型用于其它无关的应变状态时，将会产生较大的偏差[16]。理想的做法是，从各种类型的独立试验中收集数据，用若干组数据通过回归方程，进而确立适合该种材料的本构模型。

基于ABAQUS有限元程序的材料评估模块，运用不同的应变能密度函数对试验得到的应力应变数据进行拟合。将拟合出的函数曲线与试验测试数据进行对比分析，考查两者的一致性，如果拟合出的应力应变曲线变化趋势与试验数据吻合较好，则表明该本构模型可以较为精确地描述材料的力学性能;当两者变化趋势相差较大时，则该模型不适合用于描述聚氨酯弹性体的力学性能，应对其他应变能密度函数拟合试验数据的误差进行分析，最终确定聚氨酯弹性体的本构模型。

分别运用各种本构模型，对单轴压缩和单轴拉伸试验数据进行拟合，拟合结果表明，在聚氨酯弹性体应变范围以内，多项式本构模型的二阶模型较好地描述了实际的试验应力应变情况，试验数据拟合本构方程情况如图1、2所示。因此，选用多项式本构模型的二阶模型，来描述该配方聚氨酯弹性体的本构关系。

图1 多项式本构模型拟合试验数据

图2 Ogden（N=6） 和多项式本构模型拟合拉伸试验数据

4.总结

按照材料配方制备了聚氨酯弹性体哑铃状和圆柱体试样，根据相应试验标准，对弹性体试件进行了拉伸和压缩性能试验，获得了能够较为准确描述聚氨酯弹性体力学性能的实验数据。采用试验和仿真分析相结合的方法，结合连续介质力学理论和统计热力学理论，深入研究各种本构模型应用于聚氨酯弹性体的适用性，最终确定能够良好描述其材料性能的本构模型。在聚氨酯弹性体数值分析和工程化应用中，该方法用于各种配方的聚氨酯弹性体本构关系研究均具有良好的适用性，有一定的借鉴意义。

参考文献

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[4]赵菲，孙学红，郝立新.聚氨酯弹性体的力学性能影响因素研究[J].聚氨酯工业，2001，16（1）：9-12.

[5]GB/T 528-2009，硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定[S].北京：中国标准出版社，2009.

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