平面双向多功能加载试验装置研制与应用

为了对新型材料和新型结构的二维基本受力单元开展试验研究、提出精准的非线性本构模型、加快新型材料和新型结构在工程中的推广应用,基于对美、日、德等国相关试验装备的调研分析,研发了一种薄膜试验机——平面双向加载试验装置(planar bi-directional element tester,PBET),设计并制作了自平衡刚架系统、能够有效削弱边缘约束的加载系统、能够实现复杂加载工况和路径的控制系统以及功能丰富的量测系统等。利用PBET完成了配筋UHPC单元单向受拉试验、素UHPC单元双向受拉试验、素UHPC单元拉压耦合试验、单钢板钢筋混凝土单元拉压耦合试验、双钢板钢筋混凝土单元拉压耦合试验,结果表明:PBET装置能够对素UHPC、配筋UHPC、单钢板混凝土和双钢板混凝土等多种结构单元开展包括单向受拉、双向受拉、双向拉压耦合等多种工况的测试,并实现顺序加载、比例加载以及加载路径转换等功能,从而为UHPC、ECC等新型材料以及钢板混凝土等新型结构的一维和二维基本受力性能及本构关系研究提供支撑。

加载实验中细胞所处流速场的研究

根据细胞加载系统的工作原理、参数及通常细胞循环加载的幅度、频率范围,由Navier-Stokes方程导出描述加载系统培养液的近似流动方程,解出了现行单、双向平面拉伸系统和四点弯梁拉缩系统工作过程培养液的流速场分布,及对细胞的剪切流动分布,并做比较.结果表明:所有系统的剪切流动在中点均为零,随其与中点的距离增加而近成正比增加;四点弯梁拉缩系统的流速场确实比单、双向平面拉伸系统和四点弯梁拉缩系统的大得多,它除含有基频剪切流动外也含高次频剪切流动.我们的研究为在用上述系统做细胞加载时,区分应变和剪切流动对细胞的增殖影响提供了理论依据.