退变及加载方式对于高加载速率下椎间盘力学行为的影响

腰椎间盘退变导致了整个腰椎间盘粘弹性特性的变化,但是对于腰椎间盘退变的确切机制目前仍知之甚少,特别是在加载方式和高加载速率方面。利用胰蛋白酶溶液制备退变牛腰椎间盘模型,应用数字图像相关技术对退变椎间盘进行轴向压缩实验,研究加载方式对于高加载速率下腰椎间盘内部位移分布及弹性模量的综合影响。结果表明:无论退变前后,高加载速率下腰椎间盘的弹性模量均显著高于准静态加载时。退变对于弹性模量的影响及高加载速率下腰椎间盘内部位移分布的影响均与加载方式有关。组织切片染色结果表明,椎间盘的髓核和纤维环组织在注射胰蛋白酶后产生了不同程度的结构破损。

加载方式和速率对黄砂岩力学性能影响研究

以常温和500℃高温加热后的黄砂岩试件作为研究对象,进行不同加载方式和速率的单轴压缩实验,探究两种不同强度等级试件的抗压强度变化规律。建立预测黄砂岩的单轴抗压强度值的BP神经网络模型。结果表明:黄砂岩单轴抗压强度随加载速率增加呈先增大后减小在增大趋势;利用BP神经网络模型预测砂岩的单轴抗压强度与试验值有较高的相似性,相对误差最大为0.011,证明了模型的可行性。

加载方式对RHK假体-胫骨固定生物力学的影响

目的研究不同加载方式对旋转铰链膝关节假体(RHK)胫骨固定生物力学的影响以及力学传导机制。方法针对AHK商用假体建立有限元模型,研究载荷分别通过胫骨平台、胫骨托盘、衬垫、股骨假体施加的不同加载方式对胫骨固定生物力学的影响及力学传导机制的差异。结果通过胫骨托盘施加载荷相比于通过胫骨平台施加,胫骨的等效范式应力在分布与数值上均无显著差异。通过胫骨衬垫施加载荷导致胫骨托盘范式等效应力分布更加均衡,延长柄最大范式等效应力下降84.5%,骨水泥下降53.3%,固定界面处胫骨最大等效范式应力下降17.8%,远端皮质骨区域下降48.4%。通过股骨假体施加载荷相比于通过衬垫施加,胫骨托盘及延长柄最大范式等效应力增大,胫骨最大范式等效应力减小,位于皮质骨远端,胫骨近端应力屏蔽更显著。结论不同假体施加载荷对于RHK假体-胫骨固定生物力学研究具有重要意义。通过聚乙烯衬垫施加载荷导致胫骨范式等效应力减小,增大应力屏蔽风险。通过股骨假体施加载荷同样导致力学传导与应力分布发生变化。在对诸如RHK高限制性假体进行研究时,应充分考虑假体结构、几何对固定界面生物力学的影响以及假体限制性决定的力学传导机制的差异。

海洋大气环境与拉伸疲劳载荷协同作用下不同加载方式对7050铝合金腐蚀损伤特性的影响

目的研究不同应力加载条件对7050铝合金在海洋大气环境与拉伸疲劳载荷协同作用下的腐蚀损伤行为的影响规律。方法以实际海洋大气环境为7050铝合金的薄液膜腐蚀环境,同时采用自主研发的疲劳载荷试验装置对暴露在海洋大气环境中的7050铝合金施加不同的拉伸疲劳载荷。研究应力比和载荷加载周期对协同作用效应下7050铝合金的腐蚀速率、腐蚀形貌、疲劳性能及断口形貌等的影响规律。结果在海洋大气环境与拉伸疲劳载荷协同作用下,所有7050铝合金试样均发生了点蚀和晶间腐蚀。在每月加载1次应力的条件下,应力比为0.1和0.06的试样的最大腐蚀深度分别为40.1、46.5μm。在每周加载1次应力的条件下,试样的最大腐蚀深度为41.2μm。每周加载应力、应力比为0.06的试样的腐蚀速率显著大于应力比为0.1、每月加载应力的试样的腐蚀速率,且前者更易发生腐蚀疲劳断裂。所有试样的断口都呈现出疲劳断裂特征,裂纹源在合金表面,并放射性地向试样芯部扩展。结论缩小应力加载周期及减小应力比均会显著加速协同作用效应下7050铝合金的腐蚀损伤进程,降低其抗疲劳性能。

CFRP层合板雷击烧蚀损伤模拟的电流加载方式分析

通过改进加载方式减小数值模拟与试验结果误差对于提高仿真准确性具有重要意义。本文探究复合材料层合板在不同形式雷击电流下的烧蚀损伤特性,改进电弧半径扩展公式,建立适用于雷击过程的电弧扩展半径数值模型;基于ABAQUS建立碳纤维增强塑料(CFRP)层合板有限元模型,分析不同电流加载方式下的烧蚀损伤情况。结果表明:建立的有限元模型能够模拟CFRP层合板雷击烧蚀损伤;扩展移动加载造成的损伤面积、损伤深度和损伤体积与试验结果对比误差均约为7%,仿真结果与试验结果具有良好的一致性,模拟复合材料雷击烧蚀损伤时应同时考虑电流扩展和移动的影响。

基于ABAQUS加载方式对零件加工过程材料性能影响分析

汽车用材加工过程复杂,加载方式并非一次直接加载过程,而是存在预加载的过程,采用单向拉伸获取的力学性能对其成形性进行评价误差较大。选取TRIP690作为研究材料,根据实际生产参数和实验条件,采用单向拉伸过程预应变方式,对单轴拉伸试样施加不同大小的预应变,主要为0%、5%、10%、15%等预应变量,紧接着再进行拉伸试验直至断裂失效,借此来评价材料在零件加工过程材料性能及变化规律;基于ABAQUS建立TRIP690体积元模型,模拟拉伸过程,获取残余奥氏体转变情况。对比分析结果可知:整个过程中,材料的强度均有所增加;在预应变后的继续拉伸阶段,TRIP效应不再明显;材料的初始加工硬化指数随着预应变量的增加而减小,瞬时加工硬化指数也呈现出相同的变化趋势;随着预应变量地增加,初始加工硬化指数降低,瞬时加工硬化指数呈现相同的变化趋势;在初始阶段加工硬化曲线下降到最低点,不施加预应变的试样加工硬化曲线最低点高于施加预应变的试样;软相铁素体在前期的塑性应变较高而随着应变量的增大,铁素体发生明显的加工硬化,与贝氏体的强度差减小,应变集中程度降低;试验过程和结果为成形过程分析提供参考。

加载方式对装配整体式剪力墙结构竖向变形影响模拟分析

准确掌握高层装配整体式剪力墙结构的竖向变形规律对保障施工质量与结构安全具有重要意义。为获得较为精确的装配整体式剪力墙结构竖向变形规律,本文以太原市某高层装配整体式剪力墙结构为例,基于BIM(building information modeling)三维模型及施工进度模拟,基于装配式结构施工特点提出了精确荷载加载方式,考虑一次性加载和精确荷载加载方式两种不同加载方式的影响,利用ETABS软件对装配整体式剪力墙结构不同荷载加载模型的施工全过程荷载及竖向变形进行模拟,将模拟结果进行比对分析。结果表明:加载方式对装配整体式剪力墙结构竖向变形计算结果影响较大;考虑装配式结构施工特点的精确荷载加载方式模拟所得竖向变形峰值约为一次性加载竖向变形峰值的61%;相比预制构件,现浇构件变形结果受加载方式影响更大,而预制和现浇构件竖向变形的相互作用将加剧加载方式对结构变形的影响;ETABS竖向变形模拟值可为结构标高预补偿施工方案的确定提供参考,有助于弥补结构施工后变形,优化施工效果。

不同循环加载方式下饱和珊瑚砂的液化流动特性

循环荷载作用下饱和砂土的超静孔压累积是导致土体液化的原因,将可液化砂土视为流体是一种较新的液化研究思路。通过循环应力主轴90°跳转和连续旋转的均等固结、不排水循环剪切试验,探究了不同循环加载方式下饱和珊瑚砂的液化流动特性,发现以初始表观黏度η0规准的表观黏度比η/η0与超静孔压比ru的关系受循环应力路径的影响显著,η/η0随ru的增大而渐进衰退;而平均流动系数k随r_(u)的增长呈指数函数形式增大。循环应力比CSR(CSR=0.25~0.40)和循环加载频率f(f=0.1~1 Hz)对η/η0-ru和k-r_(u)关系的影响均不敏感。不论循环应力主轴90°跳转或连续旋转,发现表观黏度梯度和平均流动系数梯度均随ru的增大呈现出先增后减的特征,其反转点的ru≈0.9,可视为饱和珊瑚砂由固态向液态转变的相变孔压比ruth,以相应的相变平均流动系数k_(th)规准的k/k_(th)-r_(u)的所有试验数据点处于一个窄带内,且k/k_(th)随r_(u)增长服从指数函数关系。

加载方式对垫片应力的影响及其泄漏率预测

垫片是螺栓法兰连接系统中的关键密封元件,在实验室对其进行泄漏率测量时,多采用刚性法兰通过试验机进行均匀加载,而忽略了生产实际中螺栓加载方式对泄漏率的影响。采用数值模拟方法研究实际操作常用的交叉加载、顺次加载和ASME PCC-1-2013标准中传统星形加载方式对垫片应力的影响,并将这3种加载方式与均匀加载方式进行比较。结果表明:3种加载方式都存在着螺栓预紧载荷不均匀的情况,但相比之下传统星形加载方式的预紧效果最佳,最接近均匀加载时的预紧效果;在相同载荷下,不同加载方式所得垫片上的应力不同。考虑垫片应力分布的不均匀性,对现有泄漏率预测公式进行了修正,并通过试验对修正后的公式进行验证。结果表明:修正后的公式所预测的泄漏率与试验结果更为接近。研究工作对提高螺栓法兰连接系统泄漏率预测的准确性具有重要意义。

3种加载方式下正常人下颌骨三维有限元应力分布分析

目的:分析不同加载状态下正常人下颌骨应力分布的情况和特点。方法:采用螺旋CT扫描、CAD/CAM软件,进行下颌骨有限元建模,并在不同咬合状态下利用ANSYS软件对此模型进行三维有限元应力分析。结果:建立了正常人下颌骨三维有限元模型,在模拟正中、前伸、侧方咬合时,正常人下颌骨不同部位应力分布不均匀,性质不同,然而左右应力分布基本对称,髁突颈部、冠突后侧、下颌角等部位应力值较高。结论:下颌骨的材料性能与应力的大小密切相关。3种不同加载方式的应力分布基本一致,但对颞下颌关节的影响具有差异性。应力集中区位于髁突颈部、冠突后侧、下颌角等部位。

不同围压加载方式下土石混合体变形破坏机制颗粒流模拟研究

土石混合体是一种非连续、非均质的混合多相介质材料,在轴向荷载作用下,由于内部变形的不均匀性,其变形破坏受围压加载方式影响显著。考虑刚性和柔性两种围压加载方式,采用颗粒流程序（PFC2D）开展了不同含石量和块石空间分布下土石混合体的双轴试验研究,从宏细观上探究了土石混合体在不同加载方式下的变形破坏规律。数值模拟研究表明：在不同围压加载方式下,受侧向变形约束不同的影响,土石混合体在峰后表现出了不同的力学特性,且在刚性加载下,其峰值偏应力较柔性加载下的高;同时,土石混合体在不同围压加载方式下局部化剪切带的形成演化过程也是不同的,其破坏型式不仅取决于围压加载方式,同时也决于块石含量和空间分布,在刚性加载下,多表现为复杂的多叉型破坏,在柔性加载下,多表现为非对称单叉型鼓胀破坏,而且随着含石量增加,破坏型式由简单的单叉型向复杂的多叉型转变,即使在相同含石量下,块石空间分布不同,破坏型式也不一样;土石混合体在不同加载方式下表现出了不同峰后力学行为的根本原因是由于内部土石颗粒间接触力的传递演化规律的不同所致,而且其应力应变关系是内部颗粒间切向接触力的外在宏观表现。

不同热流加载方式下车轮踏面制动温度和应力场模拟分析

利用有限元软件ANSYS建立车轮三维有限元模型,计算分析移动热源和均布热源2种不同热流密度加载方式下,车轮在连续两次紧急制动下的三维瞬态温度场和应力场。结果表明,采用移动热源法计算的车轮温度场分布更接近于真实的情况,而采用均布热源法更为简便,且计算所得的温度及热应力分布与移动热源法相差很小,因此采用均布热源法计算车轮踏面制动过程的三维瞬态温度场和应力场更加可取。

加载速率、缺口几何和加载方式对16MnR钢解理断裂行为的影响

通过实验和有限元(FEM)计算研究了加载速率、缺口几何和加载方式对16MnR钢解理断裂行为的影响.结果表明,该钢的解理断裂机理及相应测得的细观解理断裂应力σf和宏观解理断裂应力σ_F不随加载速率、缺口几何和加载方式发生变化.不同缺口几何和加载方式试样的缺口韧性随加载速率的变化可以通过判据σ_(yymax)≥σF预测.σ_(yymax)为缺口前的最大正应力,可通过有限元计算得到.σ_F可作为一个工程缺口韧性参数用于含缺口类缺陷的结构完整性评定中.钢的σ_F值可用Griffiths-Owen缺口试样在一个温度和加载速率下获得.

真空加载方式对吹填流泥加固效果及土颗粒移动的影响研究

考虑加载方式的影响开展室内模型试验,对4组相同性质的泥浆试样(含水率为100%)分别采用不同的加载方式,即-80 kPa、-60 kPa→80 kPa、-40 kPa→-80 kPa、-20 kPa→-80 kPa进行加载,加载过程中对试样的出水量、沉降量和侧向变形进行跟踪监测,并对处理后土体的含水率、塑性指数和十字板剪切强度等的空间分布与变化规律进行研究。试验结果表明,(1)真空加载方式对吹填流泥的固结具有比较明显的影响;(2)初始真空荷载为-20 kPa时所得到的土体沉降量最大、强度最高,始终保持-80 kPa荷载情况下所得到的土体沉降量最小、强度最低;(3)从塑性指数的分布特征来看,土颗粒随着土中水的排出发生移动,初始真空荷载越大,这种趋势越明显,部分土颗粒会聚积在排水板周围而导致土体渗透性能的降低,严重时会影响土体的后续固结。建议在流泥淤泥的真空固结过程中采用低初始荷载方式进行加载。

电磁超声加载方式对Lamb波模态的影响

Lamb波因其指向性好、传播距离远、检测效率高等优点而被广泛应用于构件的无损检测中。但是,Lamb波在激发过程中往往是两个或多个模态同时被激发,而且通常每个模态波包的传播速度不尽相同,这就导致不同模态的Lamb波在后续信号分析中相互干扰,尤其是在缺陷信号的识别中。该文在分析Lamb波多模态特性的基础上,研究了电磁超声激发方式对Lamb波模态的影响,通过对电磁超声换能器加载方式的选择实现了对激发Lamb波模态的控制,提高了对应模态Lamb波的激发效率,并且增强了对非主模态Lamb波的抑制效果,从而减小了后续信号处理的难度,为实际检测中缺陷的识别、定位提供有效信息。

加载方式对钢管活性粉末混凝土短柱抗压性能影响的研究

钢管活性粉末混凝土的超高强度能有效减小构件的截面尺寸,减轻结构自重,在高层建筑和桥梁建设中都有良好的应用前景。考虑实际工程中钢管活性粉末混凝土结构可能出现的其中2种加载方式——全截面加载及核心混凝土加载,进行不同加载方式对钢管活性粉末混凝土轴压短柱受力性能影响的试验研究。试验结果表明,2种加载方式下试件的应力发展过程不一样,但极限状态时钢管切向应力均接近钢材的屈服强度,纵向应力均接近0,试件的极限承载力相差不大,但套箍作用和刚度有一定的差异。讨论2种不同加载方式作用下试件的破坏机理、极限承载力公式及荷载变形情况。利用有限元软件ABAQUS建模分析并与试验结果进行对比。

动臂塔机非工作状态风载荷加载方式

目的研究非工作状态风载荷的不同加载方式对柔性附着动臂塔式起重机的影响.方法依据相关规范对风载荷定义的不同,采用不同的加载方式,对动臂塔式起重机进行静力分析,对结果进行比较;分析《GB/T3811-2008起重机设计规范》中风压高度变化系数等因素对非工作状态风载荷的影响.结果计算出的吊臂非工作状态最大风载荷比依据《GB/T13752-92塔式起重机设计规范》计算的非工作状态风载荷增大2倍多,应力增大了22.8%,位移增大了1倍多.结论《GB/T3811-2008起重机设计规范》定义下的非工作状态风载荷对塔式起重机强度、刚度和稳定性影响更大;风压高度变化系数是非工作状态风载荷的重要影响因素.

加载方式对28CrMo钢疲劳裂纹扩展的影响

利用疲劳试验机研究了28CrMo钢在三角波、方波和正弦波3种加载方式下三点弯曲疲劳实验过程中疲劳裂纹扩展速度与自发射磁信号的相关性,用扫描电镜对疲劳断口特征进行了研究。结果表明:加载方式不同,疲劳裂纹扩展速度不同,其中三角波加载方式下裂纹扩展速度最快,自发射磁信号最大,正弦波加载方式下裂纹扩展速度最慢,其自发射磁信号最小,方波加载方式则介于两者之间。基于磁荷概念和Ansys模拟结果分析了不同加载方式下疲劳裂纹扩展过程中自发射磁信号的变化规律。断口扫描分析结果表明3种加载方式下的疲劳断口均为类解理断裂。

不同加载方式下路堤沉降性状与预测模型研究

从考虑土体流变的本构关系出发 ,证明了瞬时加载、线性或者近似线性加载和分级加载情况下路堤沉降的性状 ,提出了从数学上能满足各自变形特征的预测模型 。

不同加载方式及咬合部位对下颌骨应力分布的影响

目的 研究不同的加载方式及不同的咬合部位对下颌骨 ,特别是下颌角区域应力分布的影响。方法通过建立下颌骨的机械力学模型 ,采用电阻应变片的测量方法 ,分析不同加载方式 (咬肌加载 ,颞肌加载及咬肌、颞肌、翼内肌和翼外肌四组肌肉同时加载 )以及不同咬合状态 (前牙咬合及单、双侧后牙咬合 )对下颌骨应力分布的影响。结果 在不同的加载方式的比较中 ,咬肌单独加载时 ,下颌角区域的应变明显 (上缘 1 2 1με、1 2 5με,下缘 - 6 9με、- 4 5με) ;颞肌单独加载时 ,下颌升支前缘应变明显 (2 6 9με、375με) ;四组肌肉同时加载时 ,颏部的应力性质发生改变。在不同咬合部位的比较中 ,在四组肌肉同时加载的条件下 ,前牙咬合加载时下颌角区域的应力值大于双侧后牙咬合加载 ;单侧后牙咬合时 ,咬合侧下颌角区域的应力趋势发生变化。