动态模量主曲线生成方法
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主曲线使用方法
主曲线是一种将有限试验结果扩展至无限范畴的方法,它的前提是实验材料的力学特性具有时温特效,尤其是有机材料。
在时间历程上,测试4-5个温度(或者荷载)条件下的试验数据,然后,将其绘制在时间(x)-试验数据(y)的双对数log-log坐标轴上,使用时-温转换,得到主曲线。时-温转化的方法一般是,首先选择关注温度,并将该温度作为主温度;然后,顺次将不同温度下的数据沿时间(x)轴进行平移,平移多少由转换因子大小决定;最终,得到主曲线。
转换因子大小与温度值有关,可以选择WLF公式,也可以选择Arrhenius(阿尼乌斯)公式来计算,二者均可以从很多文献里获取。当不同的温度的曲线向主温度曲线处平移时,转换因子的正负便与平移方向有关,向左移是“+”,向右移是“-”(突然想起高中数学老师教的“+左-右”)。
有了上边的基本概念,就可以进行实际操作了,很简单,所有的操作都是在EXCEL表格里进行(在雅虎搜索里输入NCHRP09-29_mastersolver2-2.xls,点搜索后获取),只是要保证EXCEL 里装了solver规划求解宏(以OFFICE2007为例,点击左上角windows-Excel选项-加载项-规划求解加载项-转到-规划求解加载项-确定,如下图所示)。
在EXCEL表格DATA的sheet里,输入动态模量值和混合料其他体积参数,然后进入FIT的sheet里,将C4:C7里的数据拷贝到B4:B7,点击“规划求解”启动宏,目标单元格选择为Ⅰ23,“等于”这一项选择“最小值”,可变单元格选择为B4:B7,点击“求解”便可得到最小二乘法所列的最佳值。一般情况下,只需要一次计算就够了,个别的情况,可在使用一次规划求解,看看计算的结果不会变为止(第二次规划求解时不需要再拷贝C4:C7的数据)。
以上是使用Arrhenius(阿尼乌斯)公式进行时-温平移得到主曲线的方法,但是有的时候不需要选择跟温度有关的Arrhenius(阿尼乌斯)公式或者WLF公式,而是向一个已知温度下的数据处平移,这时就需要另一种时-温平移的方法。
当测试了4个温度(15℃、30℃、45℃、60℃)的数据时,需要将其他3个温度的数据平移至30℃下,这时15℃、45℃、60℃的移位因子是规划求解的对象(还有),而30℃的移位因子必须设定为0。具体求解的EXCEL表格可百度文库里搜索“向某一温度平移下的主曲线”找到。