两点弯曲下柔性玻璃变形和疲劳行为研究

基于两点弯曲法加载方式及原理,分析了柔性玻璃的弯曲变形及疲劳行为,推导了弯曲曲率半径、弯曲应力与板间距之间的定量关系,基于高周疲劳理论,建立了柔性玻璃的应力-寿命(S-N_f)模型。结果表明,两点弯曲作用下,柔性玻璃试样的厚度不会改变其弯曲挠曲线轨迹,通过调节板间距,可获得试验所需的试样弯曲曲率半径。忽略柔性玻璃厚度的影响,试样的弯曲曲率半径与板间距呈线性关系,弯曲最大拉应力与弯曲曲率半径成反比。选择的最小弯曲曲率半径R_(min)越大,试样疲劳寿命越高,最大弯曲曲率半径R_(max)值的增大并不会显著影响试样的弯曲疲劳次数。Basquin模型能够有效预测不同交变应力或不同弯曲曲率半径作用下柔性玻璃的弯曲疲劳寿命。

铝合金型材挤压弯曲一体化成形技术研究进展

相比于直型材,铝合金弯曲型材更适用于日益复杂的部件形状并能更好地满足轻量化需求,具有提升部件结构强度和刚度、节约空间及增加工业设计自由度等优点,在汽车、高铁和航空航天等领域具有广泛用途。相较于传统冷弯成形技术,挤压弯曲一体化成形技术在生产弯曲型材方面具有流程短、精度高、缺陷少等优点,因而受到广泛关注。重点综述了基于外部弯曲装置和材料差速流动的挤压弯曲一体化成形技术的研究进展,分析并总结了不同挤压弯曲一体化成形技术的原理及发展现状,对比了不同挤压弯曲一体化成形技术的优缺点,最后展望未来发展趋势及其研究方向。

碳纤维含量对碳纤维增强聚醚醚酮复合材料弯曲性能和失效行为的影响

基于渐进损伤的VUMAT子程序,并引入了Johnson-Cook模型,通过Matlab生成了不同碳纤维占比的碳纤维增强聚醚醚酮(CFRP)复合材料,建立了三点弯曲有限元模型。通过分析应力—应变分布、载荷—位移曲线和吸收能—位移曲线得出以下结论:添加碳纤维有效改善了基体聚醚醚酮(PEEK)内部的应力—应变分布,显著提升了材料的力学性能、刚度和抗断裂性能。CFRP复合材料在三点弯曲过程中表现出更好的性能,能够承受明显的塑性变形,且有效避免裂纹扩展。此外,在相同位移载荷条件下,随着碳纤维含量增加,CFRP复合材料的位移逐渐减小。特别是在碳纤维质量分数为10%和20%的复合材料中,上表面和下表面的最大位移呈现出曲折的特点。结合应力—应变场的分布情况,这表明碳纤维的添加能有效提高材料的刚度和抗弯性能。

弯曲状态电沉积波纹管疲劳寿命影响因素分析

为了研究弯曲状态下电沉积波纹管疲劳寿命的影响因素,文中使用弯曲测试工装,开展了相应的旋转弯曲疲劳实验,对实验结果进行了分析。结果表明:在弯曲疲劳实验中,电沉积波纹管断裂位置出现在波谷处,且均为韧性断裂;随着电沉积波纹管壁厚减小、波高增加,疲劳寿命提高;与弯曲极限角度相比,电沉积波纹管在正常工况角度时,疲劳寿命增大6.8倍。实验表明:壁厚为0.03 mm、波高为2.3 mm、工作弯曲角度为110°的多层电沉积波纹管的疲劳性能最优。

钢纤维混凝土弯曲韧性的试验研究及有限元模拟

为研究钢纤维混凝土的弯曲韧性,采用不同体积掺量的铣削型钢纤维制备钢纤维混凝土,通过试验研究了掺量对钢纤维混凝土梁式试件的荷载-挠度曲线、弯曲韧性指数和弯曲韧性比的影响,再采用有限元软件ABAQUS模拟分析了与试验同条件下的荷载-挠度曲线、裂缝扩展过程等。结果表明:大体积掺量的钢纤维混凝土在加载后期的增韧阻裂效果更好,钢纤维体积掺量为1.5%的弯曲韧性最好,同时结合荷载-挠度曲线和应力云图分析了钢纤维混凝土的破坏过程和破坏特征,为钢纤维混凝土应用于工程提供参考。

金属薄壁导管弯曲过程中的应力分析与优化

本文研究在探究金属薄壁导管在弯曲过程中的应力分布与优化方法。采用ICr18Ni9Ti-G管材,利用数控弯管机进行弯曲操作。通过矢量激光测量仪,获取不同弯曲半径、压膜压力、弯曲速度、压膜助推压力下金属薄壁导管的矢量数据,并计算导管弯曲过程中的应力值。实验结果表明,弯曲半径、压膜压力、弯曲速度、压膜助推压力对金属薄壁导管弯曲过程中的应力具有显著影响。优化后的参数组合为:弯曲半径140mm,压膜压力1900N,弯曲速度0.95mm/s,压膜助推压力1800N。在此参数下,金属薄壁导管弯曲过程中的应力最小,从而提高了导管弯曲的质量。因此,建议在实际生产中采用上述优化参数,以确保金属薄壁导管的质量和安全性。

多尺度聚丙烯纤维混凝土弯曲疲劳寿命试验及数值模拟

为研究多尺度聚丙烯纤维混凝土的弯曲疲劳性能,开展基准混凝土、聚丙烯粗纤维混凝土及多尺度聚丙烯纤维混凝土的静载试验及不同应力水平(0.75、0.80、0.85)下的弯曲疲劳试验,建立弯曲疲劳寿命方程,并结合ABAQUS与FE-SAFE软件建立纤维混凝土梁的三点弯曲疲劳有限元模型。结果表明:聚丙烯纤维的掺入,尤其是多尺度聚丙烯纤维混掺显著增强了混凝土基体的抗折、抗疲劳性能。双对数lgS-lgN疲劳方程能够较好地描述多尺度聚丙烯纤维混凝土的应力水平与疲劳寿命的相关性,使用lgS-lgN疲劳方程计算得到200万次循环荷载作用下多尺度聚丙烯纤维混凝土的疲劳强度最高,为3.91 MPa。三组试件疲劳寿命的数值模型预测值均介于实测疲劳寿命的最大值与最小值之间,并接近于疲劳寿命平均值,该模型为多尺度聚丙烯纤维混凝土的疲劳寿命预测提供了理论依据。

PE纤维与细橡胶颗粒对泡沫混凝土弯曲韧性的影响

研究了聚乙烯(PE)纤维及其与细橡胶颗粒复掺对泡沫混凝土弯曲破坏模式、峰值强度、能量吸收特性和弯曲韧性的影响,并结合孔结构分析和微观形貌观察探究了其作用机理.结果表明:PE纤维使泡沫混凝土出现多缝开裂模式,显著提升了其峰值强度、能量吸收能力和弯曲韧性;复掺细橡胶颗粒可以进一步提升泡沫混凝土试件的比能量吸收和弯曲韧性;掺入PE纤维可以降低泡沫混凝土的平均孔径;复掺细橡胶颗粒导致泡沫混凝土试件的平均孔径增大,联通孔增多,对其峰值强度有不利影响;PE纤维及细橡胶颗粒提升泡沫混凝土弯曲韧性的主要原因在于其削弱了裂纹尖端的应力集中,同时增强了能量耗散作用.

Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)非晶态合金在四点弯曲加载模式下的弯曲弹性极限

按照当前金属材料弯曲性能测试标准中推荐的跨厚比设计Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)非晶态合金的弯曲试验,试样将发生大挠度弹性变形。经过推导证明,弯曲试样不发生大挠度弹性变形的跨厚比上限取决于材料的弹性应变极限,锆基非晶态合金的弹性应变极限为2%,在四点1/4弯曲模式下不发生大挠度弹性变形的跨厚比上限值为22。在保证小挠度变形的前提下,通过四点弯曲循环加载-卸载试验,Zr_(61)Ti_(2)Cu_(25)Al_(12)合金试样最外表层发生初始剪切变形所对应的弯曲屈服应力约为1760 MPa,产生0.01%残余应变所对应的弯曲弹性极限σ_(p0.01)为2040 MPa。

树干横力弯曲中性轴的数值模拟

【目的】为了评估树木的风载安全性,研究树木在风力作用下的横力弯曲,确定树干横截面形状、树轮、缺陷等因素对树干弯曲中性轴的影响。【方法】采用欧拉–伯努利梁假设,推导了通用弯曲中性轴倾斜角计算公式。随后设计了树干模型,模型包括3种外轮廓(圆形、椭圆形、随机形状)和两种内部结构(多层同心、圆形缺陷),并采用不同的弹性模量模拟材料属性的变化。最后进行数值模拟,采用随机森林算法分析、预测数值模拟的结果,确定各个因素的重要性。【结果】在树轮模型中,质形偏心距<4 mm的比例超过97%,各因素影响质形偏心距的重要性为早晚材弹性模量比>树轮数量>偏心距与基圆半径之比>截面圆度;偏转角(实际弯曲中性轴倾斜角相对均匀截面弯曲中性轴倾斜角的偏转角)均<0.5°,且<0.08°的比例高于97%,影响树干弯曲中性轴倾斜角的重要性为载荷方位角>截面圆度>偏心距与基圆半径之比>树轮数量>早晚材弹性模量比。在缺陷模型中,质形偏心距<5 mm的数量约占总数的80%,在5~15 mm之间的约为15%,>15 mm的约为5%,各因素影响质形偏心距的重要性为缺陷半径>缺陷树干与正常树干弹性模量之比>偏心距与基圆半径之比>截面圆度;偏转角<1°的比例超过90%,但在极限情况下偏转角也可达到50°,影响弯曲中性轴倾斜角的重要性为载荷方位角>截面圆度>偏心距与基圆半径之比>缺陷半径>缺陷树干与正常树干弹性模量之比。【结论】树轮对树干弯曲中性轴的影响很小,横截面轮廓形状、缺陷对其影响较大。在进行树干受力检测计算时,可忽略树轮的影响,但要考虑树干横截面形状和缺陷的影响。

脆性梁弯曲断裂所激发的弯曲波

脆性细长结构在弯曲载荷作用下突然断裂,可能导致断裂点附近出现二次断裂。传统的Euler-Bernoulli梁理论难以描述突加载荷或突卸载荷所导致的波动现象,而Timoshenko梁中的弯曲波速度为有限值,具有一个内禀特征时间,因此基于Timoshenko梁理论来分析弹性梁的弯曲断裂问题。使用Timoshenko梁理论,结合一个包含断裂能的脆性内聚力弯曲断裂模型,建立一维弯曲波传播问题的初边值问题,采用特征线方法求解3种边界条件下半无限长梁中卸载弯曲波的传播问题;进一步分析了断裂能对断裂时间以及峰值弯矩的影响,然后通过数值计算给出这3种情况下梁的动力学响应过程。研究结果表明:处于纯弯曲状态的梁一旦发生瞬时断裂,二次断裂发生点距离初次断裂点的最短距离为梁截面回转半径的5倍,因为该距离以内的弯矩不会出现过冲;最有可能发生二次断裂的位置与无量纲断裂能和无量纲开裂角度有关,在距离初始断裂点17.7个特征长度的位置会产生幅值达到1.67倍初始弯矩的峰值弯矩;较大的断裂能将延长断裂时间,导致弯矩峰值点位置偏远,相应的峰值载荷也降低。

3种镍钛锉预备弯曲根管时抗循环疲劳性能的体外研究

目的探究不同角度的弯曲根管模型中,不同尖端直径的Woride KS(WKS)、Protaper Gold(PTG)及Hyflex CM(HCM)机用镍钛器械抗循环疲劳性能的差异,为临床上预备弯曲根管时有针对性地选用合适的镍钛器械提供参考。方法选取不同尖端直径20#、25#(0.20 mm、0.25 mm)的3种全新镍钛锉,WKS(20/0.06)、WKS(25/0.06)、PTG(20/0.07)、PTG(25/0.08)、HCM(20/0.06)、HCM(25/0.06)各20支。根据推荐设置马达的转速和扭矩,于30°和60°的不锈钢根管模型中测试镍钛锉的抗循环疲劳性能,用摄像机及计时器记录镍钛锉从开始旋转到疲劳折断的时间(time from ratation to fatigue fracture,TTF),用游标卡尺测量并记录折断碎片的长度(fragment length,FL)。结果同种锉的TTF比较,①WKS:尖端同直径锉在30°弯曲根管中的TTF均长于60°(P<0.05),同角度弯曲根管中25#锉的TTF均长于20#锉(P<0.05);②PTG:20#锉在30°弯曲根管中的TTF长于60°(P<0.05),25#锉在30°弯曲根管中的TTF与60°无统计学差异(P>0.05),在30°弯曲根管中的20#锉TTF长于25#锉(P<0.05),在60°弯曲根管中20#锉的TTF与25#锉无统计学差异(P>0.05);③HCM:尖端同直径锉在30°弯曲根管中的TTF均长于60°(P<0.05),同角度弯曲根管中20#锉的TTF均长于25#锉。不同锉的TTF比较:在30°弯曲根管中,3种20#锉的TTF无统计学差异(P>0.05),25#WKS的TTF长于其他锉(P<0.05);在60°弯曲根管中,20#HCM的TTF长于尖端同直径的其他锉(P<0.05),25#WKS的TTF长于尖端同直径的HCM(P<0.05)。20#PTG、25#PTG、20#HCM在30°的弯曲根管模型中FL均分别显著长于60°(P<0.05),20#WKS、25#WKS、25#HCM在30°及60°的弯曲根管模型中FL无统计学差异。结论WKS镍钛锉的抗循环疲劳性能在30°模拟弯曲根管内较PTG及HCM镍钛锉有明显优势;而在60°模拟弯曲根管内,20#镍钛锉中HCM镍钛锉的抗循环疲劳性能较其他锉有明显优势,25#镍钛锉中仅WKS镍钛锉的抗循环疲劳性能较HCM镍钛锉有明显优势。

木材弯曲装置技术发展现状

曲木家具以其独特、优美的造型,在木质家具中独树一帜,越来越受到消费者的青睐,成为目前市场上受欢迎的家具品种之一,其是将木材用一定的方法加工成各种曲线形状后,再进行组装制成家具。本文中的木材为广义上的木材,其除了木质材料外,还包括竹材和藤材。自古以来,人们就不断地探索木材弯曲技术;很早以前人们就利用火烤法来弯曲木材,20世纪60年代,上海木器厂从国外引入木材弯曲技术,自制了蒸锅、弯曲木机以及多种形状的铝模,使实木材弯曲由手工转变成半机械化生产。20世纪70、80年代,我国少数科研单位和工厂业对多层胶合弯曲木家具进行过研究,并已经实现工业化批量生产。

面向曲率及边界距离约束的弯曲管道内路径规划

弯曲管道结构是工业探测或医用诊察中常见的一种场景,传统机器人的路径规划大多基于管道中心线的提取,而忽略了在狭窄空间中作业的真实参数约束,易使得作业工具末端受到弯折或挤压,影响作业效率,增加作业风险.针对以上问题,提出了一种面向真实曲率和边界距离参数约束的路径规划方法,在可视化的三维模型中生成管道的中心稠密点集,针对该点集提出两步走的空间特征点识别策略.在选定作业路径的初始点、终止点后,依据邻近点间的曲率均值、极值及差分关系识别曲率极值点、分段点,通过对粗扫描特征点的遍历进一步识别出拐点和宽域节点以及过密点.将识别出的特征点作为型值点,反算得到NURBS曲线及对应插值点的曲率值,通过模型切片搜索得到曲线插值点的边界距离不合格点集.将极值点添加至特征点集中,再通过搜索得到的曲率不合格点集,将极值点进行拟合圆调整至后更新特征点集、在完成自适应轮次的特征点迭代后,检测并标记为空或连续不变的全区间参数不合格点区间集.实验结果证明:弯曲圆柱仿真模型和CT重建肾腔模型的规划路径经由迭代分别满足曲率10 mm^(-1)、8 mm^(-1)的约束.同时最短距离的全区间检测及标记结果也表明本文方法可以在满足曲率要求的前提下尽可能不碰撞管道内壁,验证了本文方法的有效性和可行性.

关于颅内外动脉弯曲发生相关影响因素的研究进展

动脉弯曲可发生于身体的各个部位,其中,颅内外动脉的弯曲可能增加脑血管病变发生的风险,导致临床不良的结果。文章将对颅内外动脉弯曲发生的影响因素进行了综述,了解这些因素可能便于临床医生对危险因素的及时干预,同时减少脑血管病变发生,改善患者的临床预后。

斜倾厚层山体弯曲-侧滑机理分析——以重庆武隆庆口滑坡为例

重庆武隆庆口滑坡发育在斜倾厚层陡崖带上,下方数百年的煤矿开采形成了大面积的采空区。基于对地质条件、采空区现状和山体变形特征的分析,发现该滑坡既有弯曲张拉变形又有侧向滑移变形,提出了弯曲-侧滑破坏模式。根据山体变形历史,分弯曲变形和滑移变形两个阶段,分析了滑坡变形特征,研究了岩层面产状变化。并根据层面与临空面组合关系,将山体破坏分为弯曲张拉破坏、楔形体破坏和平面滑动破坏3个阶段,建立了各破坏阶段的判据,揭示了弯曲-侧滑型滑坡演变规律和形成机理,为该类滑坡防灾减灾提供了科学依据。

胎儿脑中线弯曲的产前诊断及妊娠结局分析

目的分析胎儿脑中线弯曲的超声和磁共振成像(MRI)表现及妊娠结局,探讨胎儿脑中线弯曲对严重神经系统异常的提示价值。方法选取2018年3月至2023年4月于首都医科大学附属北京妇产医院产前常规超声检查发现胎儿脑中线弯曲的孕妇,分析其超声和MRI影像学资料、遗传学检查结果及妊娠结局。结果12例为胎儿脑中线整体弯曲,6例为胎儿脑中线局部弯曲。整体弯曲的12例中11例为颅内多发异常,主要异常包括2例半侧巨脑畸形、3例脑皮质发育异常、3例双侧脑室重度增宽、2例单侧脑室重度增宽、1例疑似颅内出血及1例颅板下蛛网膜囊肿,其中1例合并颅外异常即法洛四联症。6例脑中线局部弯曲的病例中,5例诊断为脑皮质发育异常,1例诊断为颅内占位;5例脑皮质发育异常的病例中3例通过产前超声诊断,余2例通过MRI诊断;6例胎儿均未发现合并其他系统异常。脑中线整体弯曲的病例中4例进行遗传学检查,核型均未见异常。脑中线局部弯曲的病例中3例进行遗传学检查,包括1例核型及拷贝数变异(CNV)未见异常;1例CNV未见异常;1列核型及CNV未见异常,而全外显子检测显示TUBB3基因新发突变。12例脑中线整体弯曲的病例中8例选择终止妊娠,2例失访,2例继续妊娠并分娩,其中1例患儿在11月龄时行法洛四联症矫正手术时死亡,另1例患儿出生后行颅内囊肿分流术,术后新生儿生长发育正常。而6例脑中线局部弯曲的病例均选择终止妊娠。结论脑中线弯曲通常合并严重的颅内异常,与不良妊娠结局相关。脑中线局部弯曲是提示脑皮质发育异常的重要超声指标。产前如发现脑中线弯曲,必须进行胎儿神经学超声及头颅MRI检查以明确诊断,并尽量完善遗传学检查。

考虑弯曲空间效应影响的箱梁强迫振动分析

选取附加挠度为剪力滞广义位移,箱梁体系总动能中计入剪力滞附加变形的影响,综合运用薄壁结构弹性理论和Hamilton原理,建立考虑弯曲空间效应影响的箱梁强迫振动控制微分方程及边界条件,并给出任意简谐荷载作用下简支和连续箱梁的强迫振动解析解。引入振动频率影响的应力和挠度放大系数,详细分析简支、连续箱梁剪切剪力滞效应在初等梁结果中的占比及放大系数分布规律。算例分析表明:考虑弯曲空间效应影响的箱梁截面纵向动应力与有限元结果吻合良好;振动频率越大,应力和挠度放大系数、剪切效应占比越大,剪力滞效应占比越小;同频率振动时,简支箱梁放大系数远大于两跨连续箱梁(单跨长等于简支跨长),且频率越高,差值比越大;基频内振动时,箱梁纵向应力计算可忽略剪力滞效应,挠度计算需考虑剪切变形的影响。

冲击下箱型梁弯曲失效临界载荷的评估方法研究

箱型梁作为工程应用最广泛结构之一,其结构安全裕度需得到清晰表达。箱型梁通常具有纵横加筋结构,冲击载荷下容易发生局部结构屈曲,但是箱型梁后屈曲失稳路径相对稳定,难以采用现有方法确定其失效对应的临界载荷。以简支钢质箱型梁为研究对象,首先研究了非线性有限元建模方法因素的影响,分析不同冲击载荷下箱型梁动态响应的变化规律;其次,根据不同冲击载荷工况计算结果,绘制冲击载荷与箱型梁位移曲线,提出了振幅极值准则和曲率极值准则两种新准则用于箱型梁动态失效临界载荷下限值与上限值的评估;最后,将该准则推广应用于三角形、矩形冲击载荷与落锤冲击作用下箱型梁弯曲失效的临界载荷评估,以及不同梁截面、边界条件和载荷工况下箱型梁弯曲失效临界载荷的评估。该研究结论可为冲击载荷下箱型梁结构安全评估提供基础支撑。

弯曲多沟槽辅助六芯光纤的传输特性研究

设计了一种弯曲多沟槽辅助六芯光纤结构,多芯光纤中的每个纤芯由三层相同的低折射率沟槽包围,纤芯与每层沟槽之间存在一层包层。运用了光纤的耦合模式理论分析弯曲六芯光纤间的串扰与模场面积两个传输特性。结果显示,弯曲半径和沟槽分别对光纤的串扰和模场面积都有很大影响,添加沟槽后,纤芯之间的串扰明显下降,在不同弯曲半径下,纤芯间串扰的变化约有10 dB。同时不同层数沟槽下的模场面积变化约有150μm^(2)。