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碰撞骨组织微观力学模型

国外医学.生物医学工程分册 1989年第2期 116-116页

作者：危小燕

碰撞骨组织可用至少三相纤维加强复合材料治疗。骨形成纤维成份并且被胶合线状材料以同轴圆筒排列,成层包围,这类结构被认为是以紧密堆六角凌柱排列,镶嵌间板骨的基质之中。用典型的体积材料元的有限元模型。对此结构进行系统的微观力... 详细信息

碰撞骨组织可用至少三相纤维加强复合材料治疗。骨形成纤维成份并且被胶合线状材料以同轴圆筒排列,成层包围,这类结构被认为是以紧密堆六角凌柱排列,镶嵌间板骨的基质之中。用典型的体积材料元的有限元模型。对此结构进行系统的微观力学分析。最初,只考虑具有线弹性构成材料组成的二维网孔模型。此微观力学可研究构成元特性和整个宏观材料响应之间的关系。另外,考查微观水平应力分布。在给定的宏观或平均应力和应变水

关键词：骨组织结缔组织微观力学有限元模型

复合载荷作用下材料微观力学性能测试装置研究

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湖北农机化 2019年第10期 78-79页

作者：李海连王铭伟王学伟谢睿佟庆烁北华大学机械工程学院吉林吉林132021

材料在实际服役条件下,会受到多种载荷复合作用的影响,而传统的测试装置不能完全模拟出实际的载荷状态,所以测得的力学参数不具有绝对的参考价值。针对这一问题,本文提出一种可模拟双轴拉伸-扭转复合载荷模式下的微观力学测试装置。该... 详细信息

材料在实际服役条件下,会受到多种载荷复合作用的影响,而传统的测试装置不能完全模拟出实际的载荷状态,所以测得的力学参数不具有绝对的参考价值。针对这一问题,本文提出一种可模拟双轴拉伸-扭转复合载荷模式下的微观力学测试装置。该装置结构尺寸小、载荷复合度高,可实现准静态加载。为材料微观力学性能的研究提供了一定的借鉴。

关键词：复合加载拉伸-扭转微观力学

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沥青老化前后微观与宏观力学性能的对比研究

建筑材料学报 2018年第2期21卷 335-339页

作者：杨震张肖宁虞将苗华南理工大学土木与交通学院广东广州510641

采用原子力显微镜(AFM)、动态剪切流变(DSR)试验,对比研究了SBS改性沥青与70~#沥青老化前后微观表面力学性能与宏观力学性能的变化.研究发现,室温下SBS改性沥青与70~#沥青微观表面均出现了类似蜂型的微观结构,且老化后蜂型结构聚集,70~... 详细信息

采用原子力显微镜(AFM)、动态剪切流变(DSR)试验,对比研究了SBS改性沥青与70~#沥青老化前后微观表面力学性能与宏观力学性能的变化.研究发现,室温下SBS改性沥青与70~#沥青微观表面均出现了类似蜂型的微观结构,且老化后蜂型结构聚集,70~#沥青表现更为突出;SBS改性沥青较70~#沥青微观力学性能更加稳定,从微观层面上证明了SBS改性沥青具有更好的抗老化性能,同时采用DSR试验对二者进行了对比研究,在宏观力学行为上也得出相同结论.对沥青微观表面杨氏模量与储存弹性模量进行线性回归拟合,结果显示二者显著相关,表明沥青微观表面杨氏模量对沥青储存弹性模量具有直接影响.

关键词： SBS 沥青原子力显微镜微观力学老化黏弹力学

计算微观接触力学基本单元解的解析研究与应用

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计算微观接触力学基本单元解的解析研究与应用

作者：牛飞飞重庆大学

学位级别：硕士

课题来源于国家自然科学基金项目“轴承钢接触疲劳的微观结构演化机理和实验研究”(51475057)、中央高校基本科研业务费专项项目“高周接触疲劳的白蚀带微观机理研究”(CDJZR14285501)和重庆市科技计划项目“非金属夹杂物对轴承钢疲劳... 详细信息

课题来源于国家自然科学基金项目“轴承钢接触疲劳的微观结构演化机理和实验研究”(51475057)、中央高校基本科研业务费专项项目“高周接触疲劳的白蚀带微观机理研究”(CDJZR14285501)和重庆市科技计划项目“非金属夹杂物对轴承钢疲劳寿命影响的蒙特卡罗仿真”(cstc2013jcyj A70013)。机械传动中涉及的接触问题和夹杂问题非常之多,包括轴承转动、齿轮传动、摩擦传动等的失效都与之相关。接触问题和夹杂问题也是微观接触力学领域中的两个非常重要的研究课题。由于接触和夹杂的局部性,基于三维半空间模型的接触问题和夹杂问题研究具有重要的理论意义和广泛的工程实际价值,因而得到了很多的关注。本文从微观力学的角度入手,研究分析表面接触载荷和材料夹杂体对材料内部的弹性场的影响,并对理论结果进行完全的数值分析验证,以期为机械传动及零部件的抗疲劳性能的提升提供理论参考。论文的主要内容如下:首先,基于激励响应理论体系,引入了一种新的表示基本单元(矩形/长方体)均布激励响应关系的记号方法。该记号表达式称为基本单元解,通过对格林函数在激励区域内积分得到,可以简化表示为响应原函数和激励单元形状参数的组合形式。对于任意区域内任意分布的激励,可以将激励区域离散成一系列基本单元内的均布激励,并通过叠加原理得到最终的响应数值解。此记号方法可以清晰直观体现响应的卷积特性并与快速傅里叶变换(FFT)结合进行快速数值算法求解,并在计算机的编程中简单易行。最后列出了接触载荷、本征应变和分布电流等激励的基本单元解公式,方便在后续的研究中进行查找。然后,使用本文提出的记号方法推导出了半空间表面接触问题的影响系数矩阵和响应原函数以及半空间表面的基本单元解。需要注意的是,本问题虽然为三维半空间模型,但是激励区域却是二维矩形平面,因此求解响应原函数时只需对两个变量求积分即可。将激励基本单元中心位置设为坐标原点可以简化基本单元解的求解和表达,其响应原函数仍会保持不变。运用此基本单元解并结合数值方法计算正方形区域均布接触载荷的位移和应力响应,其数值结果与有限元相对比吻合良好,说明了该方法的正确性和有效性。最后,使用本文提出的记号方法首次求出了半空间内本征应变的弹性场完整的基本单元解,以及热夹杂的应力场解和夹杂基体表面位移场的解。此问题的解决过程中使用了基于伽辽金矢量的直接求解方法,最终的响应结果可以系统性地用四个影响系数矩阵表示,其中第一个影响系数矩阵对应全空间夹杂问题的基本单元解。使用此基本单元解并结合数值方法求解正方形区域均布本征应变的位移场和应力场响应,并将计算结果与有限元结果进行对比验证,从而说明该方法的正确有效性。

关键词：半空间接触模型微观力学接触分析夹杂问题封闭数值解

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沥青混合料剪胀力学行为研究综述

长安大学学报（自然科学版） 2015年第1期35卷 33-40页

作者：张建同杨军东南大学交通学院江苏南京210096

为了分析沥青混合料剪胀力学行为,阐述了沥青混合料剪胀行为,回顾了剪胀相关试验及剪胀模型的现状和问题,并对其研究方向进行了展望。研究结果表明:沥青混合料剪胀行为在车辙产生中起着关键作用;采用X-ray CT技术、离散元方法等对颗粒... 详细信息

为了分析沥青混合料剪胀力学行为,阐述了沥青混合料剪胀行为,回顾了剪胀相关试验及剪胀模型的现状和问题,并对其研究方向进行了展望。研究结果表明:沥青混合料剪胀行为在车辙产生中起着关键作用;采用X-ray CT技术、离散元方法等对颗粒空间分布、大小、接触方式、破碎等进行定性及定量地分析沥青混合料变形机理和力学特性;通过建立微观力学模型,联系宏观力学变量与微观力学变量,使得微观测试、力学试验和数值模拟连为一体,预测沥青混合料剪胀行为,可为抗车辙沥青路面设计提供指导,开拓沥青混合料设计新思路。

关键词：道路工程沥青混合料剪胀行为微观力学综述

颗粒形状对粒状材料圆柱塌落影响的三维离散元模拟

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岩土力学 2019年第3期40卷 1197-1203页

作者：张成功尹振宇吴则祥金银富同济大学土木工程学院上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 香港理工大学土木与环境工程学系温州大学建筑与土木工程学院浙江温州325035

粒状土经常发生塌落破坏而诱发泥石流、滑坡等自然灾害。现有研究缺乏颗粒形状对粒状土塌落形态的影响分析。利用三维离散元方法,对粒状材料圆柱试样的塌落破坏机制进行了模拟分析。离散元数值模拟考虑了3种典型的颗粒形状:常规的球形... 详细信息

粒状土经常发生塌落破坏而诱发泥石流、滑坡等自然灾害。现有研究缺乏颗粒形状对粒状土塌落形态的影响分析。利用三维离散元方法,对粒状材料圆柱试样的塌落破坏机制进行了模拟分析。离散元数值模拟考虑了3种典型的颗粒形状:常规的球形颗粒、正四面体形颗粒和长条形颗粒,取相同的颗粒级配,并以同样的方法分别生成同样高径比的试样,然后进行塌落破坏。基于结果对比分析了由不同形状的颗粒组成的圆柱试样的最终塌落高度和跑出距离,并将离散元模拟与室内试验进行了对比。结果表明:利用离散元方法可以很好地重现室内粒状材料圆柱试样的塌落过程;与纯球形颗粒的试样相比,不规则形状颗粒的试样可以降低颗粒的角速度,同时可以保持较大的最终塌落高度和减小最终的跑出距离。

关键词：颗粒流离散单元法砂土颗粒形状微观力学颗粒接触

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高强高模PVA纤维表面改性及耐碱性能

硅酸盐学报 2019年第2期47卷 228-235页

作者：丁聪郭丽萍陈波邓忠华黄国钢罗德谟东南大学材料科学与工程学院南京211189 东南大学江苏省土木工程材料重点实验室南京211189 东南大学江苏省先进土木工程材料协同创新中心南京211189 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210029 永安市宝华林实业发展有限公司福建永安366000 永安市交通运输局福建永安366000

采用疏水二氧化硅涂层与纳米石墨涂层两种方案对高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维表面进行改性,并使用接触角测量仪、原子力显微镜及Fourier红外光谱仪对处理后的纤维表面进行表征,研究了高强高模PVA纤维的耐碱性及单丝拔出时的微观力学界面... 详细信息

采用疏水二氧化硅涂层与纳米石墨涂层两种方案对高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维表面进行改性,并使用接触角测量仪、原子力显微镜及Fourier红外光谱仪对处理后的纤维表面进行表征,研究了高强高模PVA纤维的耐碱性及单丝拔出时的微观力学界面参数。结果表明:经过处理后PVA纤维表面粗糙度增加,由亲水状态成功转变为疏水状态,接触角均大于130°;PVA纤维耐碱性良好,碱浸泡后拉伸强度保持率大于95%;经过表面修饰后PVA纤维的化学粘结力大幅降低。纳米石墨涂层可以很好地调控纤维与水泥基体的界面,使纤维从水泥基体中被完整拔出。

关键词：聚乙烯醇纤维纤维处理接触角耐碱性微观力学

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低温低湿养护条件对混凝土微观结构影响

硅酸盐学报 2023年第5期51卷 1202-1209页

作者：陈俊豪李炎隆周恒李阳郭涵誉西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065

为了进一步认识中国西北气候环境对混凝土材料微观结构的影响,采用纳米压痕技术对不同温湿度养护条件下混凝土的微观结构特征开展试验研究.结果表明:从不同水化产物相的体积分数结果来看,养护温湿度不足会使得水泥砂浆中毛细孔隙和低密... 详细信息

为了进一步认识中国西北气候环境对混凝土材料微观结构的影响,采用纳米压痕技术对不同温湿度养护条件下混凝土的微观结构特征开展试验研究.结果表明:从不同水化产物相的体积分数结果来看,养护温湿度不足会使得水泥砂浆中毛细孔隙和低密度水化硅酸钙(C–S–H)凝胶含量增多.通过对不同养护条件下混凝土界面过渡区的压痕模量和硬度统计结果可知,相比于20℃-95%相对湿度(RH)养护条件,当养护条件为10℃-70%RH和3℃-50%RH时,混凝土的界面过渡区平均厚度分别增加了5μm和10μm.

关键词：混凝土养护条件纳米压痕微观力学界面过渡区

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粘弹性复合材料中的渐近均匀化方法

工程力学 2005年第6期22卷 63-68页

作者：刘文辉张新明张淳源中南大学材料科学与工程学院湘潭大学建筑工程系

主要研究了由各向同性线弹性加强体和各向同性线粘弹性基体组成的复合材料的问题。在已有的线弹性多层材料的渐近均匀化方法的基础上,应用弹性-粘弹性对应原理,在Carson域中求解粘弹性问题,通过两次运用均匀化方法,得到一类单向强化复... 详细信息

主要研究了由各向同性线弹性加强体和各向同性线粘弹性基体组成的复合材料的问题。在已有的线弹性多层材料的渐近均匀化方法的基础上,应用弹性-粘弹性对应原理,在Carson域中求解粘弹性问题,通过两次运用均匀化方法,得到一类单向强化复合材料的有效模量的表达式。反演可得到单向强化复合材料的有效松弛模量在时间域中的表达式,并且与其它结果进行了比较。

关键词：微观力学渐近均匀化方法多层复合材料对应原理有效松弛模量