膝关节半月板由纤维细胞外基质组成,该基质会承受较大的重复负荷。因此,半月板经常撕裂,而疲劳是其失效的潜在机制。本研究的目的是测量在沿主纤维方向纵向或横向施加周期性拉伸负荷时牛半月板的疲劳寿命。疲劳实验包括周期性负荷,直至发生故障或达到 20,000 次循环,负荷达到预测极限拉伸强度的 60%、70%、80% 或 90%。每组的疲劳数据都与威布尔分布拟合,以生成应力水平与失效循环次数的关系图(S-N 曲线)。结果表明,与沿主纤维方向纵向施加负荷相比,沿主纤维方向横向施加负荷会使失效应变增加两倍,蠕变增加三倍,失效循环次数增加近四倍(不显著)。 S-N 曲线在应力水平和两个载荷方向上的平均失效循环数之间具有很强的负相关性,其中横向 S-N 曲线的斜率比纵向 S-N 曲线低 11%(纵向:S=108 – 5.9ln(N);横向:S=112 – 5.2ln(N))。总之,这些结果表明非纤维基质比胶原纤维更耐疲劳失效。本研究的结果与了解无创伤性径向和水平肌筋膜炎的病因有关
目的:橡胶广泛用于轮胎、机械零件和需要弹性的用户产品。一些基本特性仍未解决,主要是它们在过度机械性能中发挥作用。需要研究弹性橡胶在高动态压力和高拉伸强度下的性能。这些弹性体旨在增加应力断裂并保持高压拉伸强度。设计/方法/方法:本研究对炭黑聚合物基质对不同橡胶拉伸特性的影响进行了数值研究。使用每百份橡胶 (pphr) 三种不同百分比(80%、90% 和 100%)的炭黑填料部分来测量橡胶的材料特性。结果:本研究发现,随着炭黑填料比例增加 30%,拉伸强度和伸长率会增强。实际意义:本研究在四种超弹性模型中对橡胶进行了实验测试:Ogden 模型、Mooney-Rivlin 模型、Neo Hooke 模型、Arruda-Boyce 模型,使用有限元法 (FEM) 获得模拟材料响应的参数,以供比较。这四种模型已广泛应用于橡胶研究。超弹性模型已用于预测拉伸试验曲线——弹性体橡胶模型的准确描述和预测。对于四种模型,Abaqus 的 FEA 包中使用了弹性体材料拉伸数据。在预测选择合适模型的适应性时计算了相对百分比误差——弹性体橡胶模型的准确描述和预测。对于四种模型,Abaqus 的 FEA 包中使用了弹性体材料拉伸数据。在预测选择合适模型的适应性时计算了相对百分比误差。数值 Ogden 模型结果表明,大应变情况下的相对适应性误差为 1% 至 2.04%。原创性/价值:相比之下,其他模型估计参数的拟合误差从 2.3% 到 49.45%。这四个超弹性模型是拉伸试验模拟,目的是
地震后禁止车辆通行。正在更换其柱子;工作包括支撑上层甲板、在柱顶处切割柱子并安装新的钢筋混凝土柱结构。正在更换一些柱脚,其他柱脚正在用新柱脚加固。将使用桩来承受高拉伸载荷和压缩载荷,以应对未来类似的载荷
在增材制造中,工艺参数直接影响材料的微观结构,从而影响所制造部件的机械性能。本文旨在通过在扫描电子显微镜 (SEM) 下结合高分辨率数字图像相关 (HR-DIC) 和电子背散射衍射 (EBSD) 图进行原位拉伸试验来表征局部微观结构响应,从而探索这种关系。所研究的样本是从通过定向能量沉积构建的双向打印单道厚度 316L 不锈钢壁中提取的。通过统计分析表征了晶粒的形态和晶体学纹理,并将其与该工艺的特定热流模式相关联。根据晶粒大小将其分为位于打印层内的大柱状晶粒和位于连续层之间界面的小等轴晶粒。原位拉伸实验的加载方向垂直于或沿打印方向进行,并展示不同的变形机制。对每个晶粒的平均变形的统计分析表明,对于沿构建方向的拉伸载荷,小晶粒的变形小于大晶粒。此外,HR-DIC 与 EBSD 图相结合显示,在没有单个或成簇的小晶粒的情况下,应变局部化位于层间界面处。对于沿打印方向的拉伸载荷,应变局部化存在
共晶SN-CU合金认为是有毒SN-PB焊料合金的潜在替代品之一。这项工作旨在通过研究每种需要x = 0.3和0.5 wt。%的需要次的需要次的鞭毛(BI)和银(Ag)含量的影响,从而提高共晶SN-SCU合金的机械性能,每种需要次的需要次的需要次鞭毛(BI)和银(Ag)含量对As- castectic Eutectic eutectic sn-cu alloy的机械性能的影响。使用X射线衍射(XRD)和蠕变测试机研究了三元AS-Cast Sn-Cu-X(X = BI或Ag)合金。 结果表明,在Eutectic Sn-Cu合金中添加0.3和0.5 wt。%的BI添加不会促进CU6SN5 IMC的形成,而只是将其从102转移到202个方向。 上述BI添加已完善了β-SN粒径和扩大的Cu6SN5 IMC,因此减少了晶格失真,通过在室温下(RT)的不同载荷(RT),通过拉伸载荷通过拉伸载荷来直接增强了这些AS铸造合金的机械性能和可靠性。 将BI的0.3和0.5 wt。在铸物的共晶合金中加入其他IMC(AG3SN),与Cu6Sn5相形成了其他IMC(AG3SN),由于其不同的晶体结构(AG3SN(orthorhombombic)和Cu6sn5(hex)),与其匹配的CU6SN5相位不匹配它。 为此,结构稳定性下降,导致外力的电阻较低,机械可靠性低。 机械改进(高破裂时间(5498.85 s),低应变速率和应力指数(9.48))已与BI添加0.5 wt。与其他添加相比,BI添加0.5 wt。与其高结构稳定性密切相关。三元AS-Cast Sn-Cu-X(X = BI或Ag)合金。结果表明,在Eutectic Sn-Cu合金中添加0.3和0.5 wt。%的BI添加不会促进CU6SN5 IMC的形成,而只是将其从102转移到202个方向。上述BI添加已完善了β-SN粒径和扩大的Cu6SN5 IMC,因此减少了晶格失真,通过在室温下(RT)的不同载荷(RT),通过拉伸载荷通过拉伸载荷来直接增强了这些AS铸造合金的机械性能和可靠性。将BI的0.3和0.5 wt。在铸物的共晶合金中加入其他IMC(AG3SN),与Cu6Sn5相形成了其他IMC(AG3SN),由于其不同的晶体结构(AG3SN(orthorhombombic)和Cu6sn5(hex)),与其匹配的CU6SN5相位不匹配它。为此,结构稳定性下降,导致外力的电阻较低,机械可靠性低。机械改进(高破裂时间(5498.85 s),低应变速率和应力指数(9.48))已与BI添加0.5 wt。与其他添加相比,BI添加0.5 wt。与其高结构稳定性密切相关。从机械的角度来看,建议使用SN-0.7CU-0.5BI合金成为大规模生产和加工焊接和电子组件的最可靠合金。
a 威斯康星大学麦迪逊分校机械工程系,美国威斯康星州麦迪逊 53706 b 威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系,美国威斯康星州麦迪逊 53706 c 威斯康星大学麦迪逊分校格兰杰工程研究所,美国威斯康星州麦迪逊 53706 ⸸ 通讯作者 摘要 拓扑优化 (TO) 与增材制造 (AM) 的结合有可能彻底改变现代设计和制造。然而,制造优化设计的实例很少,而经过实验测试的设计实例就更少了。缺乏验证再加上 AM 工艺对材料性能的影响,使我们对工艺-微观结构-性能关系的理解存在差距,而这对于开发整体设计优化框架至关重要。在这项工作中,使用定向能量沉积 (DED) 和选择性激光熔化 (SLM) 方法对功能设计进行了拓扑优化和制造。这是首次在 TO 背景下直接比较这些 AM 方法。在单轴位移控制拉伸载荷下,研究了 SS316L 和优化部件在制造和热处理条件下的机械性能,并与有限元建模 (FEM) 预测进行了比较。优化样品在试件中提供了压缩和拉伸载荷区域。实验结果表明 FEM 预测较为保守。微观结构分析表明,这种差异是由于增材制造过程中形成的细化微观结构,可增强高应力区域的材料强度。此外,由于晶粒尺寸更细化和位错结构更密集,SLM 样品表现出比 DED 样品更高的屈服强度。TO 结果对 AM 方法、后处理条件和机械性能差异很敏感。因此,通过结合微观结构特征来考虑制造部件中的局部微观结构变化,可以最好地优化用于 AM 框架的 TO。