腰痛是全球残疾的主要原因(Vos等,2016),代表了西方国家的巨大经济负担(Maetzel和Li,2002; Walker等,2003; Dagenais et al。,2008)。背痛经常与椎间盘变性有关,被定义为“对进行性结构衰竭的异常,介导的反应”(Adams和Roughley,2006年)。几种途径可以导致椎间盘变性(Adams和Dolan,2012年)。其中一个是从一个离心(从中心到周围)和环形的径向填充的,从而改变了圆盘应力分布(McNally等,1996),并在后环和核核核之间产生应力梯度(Stefanakis等人,2014年)。这些机械变化可以改变导致TIMP/MMP表达失调的细胞活性(属蛋白酶的组织抑制剂TIMP和基质金属蛋白酶的MMP)(Le Maitre等,2004,2007)。这反过来导致正常衰老核脱水的加速度(Antoniou等,1996)。这种修饰可以刺激自然存在于环形外三分之一(García-Cosamalón等,2010)中的伤害感受器,或者与fife旁边增殖的伤害感受器(Coppes等,1990,1997; Lama et al。,2018)。所有这些现象都定义了盘源背嘴的一种结构底物。旨在扭转椎间盘的病理状况,可获得多种治疗选择,从保守管理到介入疗法。支持物理疗法和手动疗法的强大概念基于方向偏好的存在(McKenzie,1981; McKenzie and May,2003; Laslett et al。,2005),这意味着动态盘理论。从临床角度来看,方向偏好是缓解患者疼痛的运动方向,而其他方向没有影响或恶化的疼痛。当在背痛患者上观察到这种类型的临床症状是特定的(94%)到椎间盘疼痛(Laslett等,2005),并且似乎是有效的治疗指南(May and Aina,2012; May等,2018,2018)。除了椎间盘手术(仅限于难治性患者)外,介入的疗法还包括使用葡萄糖蛋白的切甲核酸溶解(Javid等,1983) - 历史上,这是第一次注射药物 -
机械和航空航天工程罗格斯大学 - 新不伦瑞克省,皮斯卡塔维,新泽西州08854,美国摘要提出了一种新颖的有限元模型,以研究嵌入细胞外基质中轴突的机械响应,当时纯粹在纯粹的非伴随kinematic Kinematic Bounders条件下伸长额。Ogden超弹性材料模型描述了轴突和细胞外矩阵材料的特征。对白质中的两个轴突绑定方案进行了研究,其中一个少突胶质细胞(单ol)具有多个连接的多oligodendrocyte(Multi-Ol)。在多ol绑定构型中,将产生的力随机定向为分布式神经胶质细胞在其附近的轴突周围任意包裹。在单摩尔设置中,位于中央的少突胶质细胞在附近的多个轴突。绑定力针对这种少突胶质细胞,从而导致更大的方向性和较远的应力分布。与轴突的少突胶质连接由弹簧式仪表板模型表示。髓磷脂的材料特性是少突胶质细胞刚度参数化的上限(“ K”)。提出的FE模型可以实现连接机制及其对轴突刚度的影响,以准确确定由此导致的应力状态。对不同连接场景的应力应变图的根平方偏差分析显示,轴突刚度随着束缚的增加而增加,表明少突胶质细胞在应力再分布中的作用。在单醇子模型中,对于每个轴突相同数量的连接,RMSD值随着“ K”(少突胶质细胞弹簧刚度)值的增加而增加。RMSD计算表明,对于“ K”值,与多OL相比,单摩尔模型产生的略微更硬模型。当前的研究还通过随机化和添加连接以确保更大的响应能力来解决多OL模型的潜在几何局限性。两个子模型中注意到的环状弯曲应力表明,轴突损伤积累和重复负载故障的风险。关键字:微力学,有限元素,少突胶质细胞,轴突损伤,CNS白色物质,多尺度模拟,超弹性材料,Abaqus incenclature
SSC 2010 财年项目建议:制定确定船体残余应力的通用设计指南 提交人:Sreekanta (Sree) Das,加拿大温莎大学。1.0 目标。1.1 船体是船舶的主要结构部件,通常由加强钢板制成。钢板通过焊接加强筋来加强。焊接过程会产生残余应力,这会导致裂纹萌生和裂纹扩展的潜在问题。已完成一些研究,以确定由带有一个或两个加强筋的钢板组成的船体部件中残余应力纵向分量的分布。然而,需要进行详细的研究以制定全面的设计指南,供船舶制造商、航运业和结构工程师用来确定残余应力所有三个法向分量的真实分布。因此,拟议项目旨在开展一项详细研究,以制定一般准则,帮助确定船体所有位置和三个方向的残余应力的所有三个分量。这项研究还将考虑焊接过程中的停止和启动以及加强筋的突然终止的影响。最先进的中子衍射 (ND) 方法将用于实验研究中残余应变的精确测量。非线性有限元 (FE) 建模将用于详细的参数研究。2.0 背景。2.1 船体结构由钢板制成,钢板由钢梁和大梁加固。结构部件(梁、大梁、板)通过焊接连接。焊接过程会在板材中产生大量热量输入,因此,当加固板冷却时会产生局部残余应力。船舶承受连续的循环载荷,因此疲劳失效和疲劳寿命是船舶结构的主要设计考虑因素之一。由于应力集中和残余应力的存在,大多数疲劳裂纹和随后的疲劳失效都始于两个结构部件之间的连接处。已经完成了大量研究工作,以确定考虑残余应力影响的船体结构疲劳寿命。在这些研究中,假设残余应力的纵向分量具有理想化且非常简单的分布,尽管人们知道残余应力分布取决于几个因素,包括 (i) 焊接过程中产生的热输入水平、(ii) 母钢板的厚度和 (iii) 加强筋的间距。最近完成的项目 SR-1456 考虑了热输入水平
将残余应力效应纳入塑性、断裂和疲劳裂纹扩展模型以评估铝制船舶结构的可靠性 1.0 目标。 1.1 本项目的目标是开发一种经过实验校准和验证的计算工具,该工具可准确预测结构铝合金在残余应力影响下因疲劳和延性断裂而产生的塑性响应和失效。该数值工具不仅可用于铝制船舶结构的可靠性评估和生存力分析,还可用于制定船舶设计和优化的断裂控制计划。 2.0 背景。 2.1 近年来,计算力学的快速发展使工程师能够分析复杂的船舶结构、评估结构可靠性和优化结构设计。因此,对更精确的材料模型的需求变得越来越明显;特别是当最小化设计裕度成为重量优化或延长寿命的方法时。 2.2 船舶结构可能会受到大海或事故(如碰撞和搁浅)造成的极端载荷条件的影响。军用舰船在作战中还要承受严峻的载荷,在极端条件下,舰船结构可能会发生较大的塑性变形,这种变形可能是单调的,也可能是循环的,从而导致结构失效。2.3 到目前为止,绝大多数结构分析采用经典的 J 2 塑性理论来描述金属合金的塑性响应,该理论假设静水应力和应力偏量第三不变量不影响塑性行为。然而,越来越多的实验证据表明,J 2 塑性理论中的假设对许多材料来说是无效的。Gao 等(2009)注意到 5083 铝合金的塑性响应与应力状态有关,并提出了 I 1 -J 2 -J 3 塑性模型。2.4 等效断裂应变通常用作延性断裂准则,人们普遍认为它的值取决于应力三轴性(Johnson and Cook,1985)。然而,最近的研究表明,单独的应力三轴性不足以表征应力状态对延性断裂的影响。Gao 等人(2009)开发了一种应力状态相关的延性断裂模型,其中失效等效应变表示为应力三轴性和应力偏差的第三不变量的函数,并且针对 ABS Grade DH36 钢校准了该断裂模型。2.5 Gao 团队(Jiang, Gao and Srivatsan;2009)的先前研究开发了一种不可逆内聚区模型来模拟疲劳裂纹扩展。该模型已成功针对 7075 铝合金进行校准,并预测了紧凑拉伸剪切试样中的疲劳裂纹扩展。数值结果捕捉了加载模式和过载对疲劳裂纹扩展速率的影响。2.6 焊接接头广泛应用于船舶结构。然而,它们给建模和分析带来了很大的复杂性,例如母材、焊件和热影响区的材料行为和特性不同;焊趾处的几何不连续性(这会改变应力分布并导致焊趾处出现高应力)和残余应力。这些因素加剧了施加在底层材料上的局部应力,降低了不考虑此类影响的材料模型的准确性。焊缝通常不会在结构尺度上以这种详细程度建模,但由于这些原因,故障通常会在这个区域开始
博帕尔。摘要- 近年来,铝合金在活塞制造中的应用引起了广泛关注,因为它比铸铁等传统材料具有许多优势。本综述旨在全面分析铝合金在活塞制造中的应用,重点介绍其机械性能、性能和潜在挑战。铝合金活塞的主要优势在于其重量轻,有助于减少往复质量并提高发动机效率。这一特性可以提高发动机转速、降低油耗并提高车辆整体性能。此外,铝合金活塞具有出色的导热性,有助于高效散热并最大限度地降低热膨胀相关问题的风险。关键词-铝合金、活塞、强度、综述、变形、温度分布。1. 简介铝活塞重量轻,因此与铸铁活塞相比,惯性力可以降低到更大程度。在 Al-Si 活塞合金中添加超过 12% 的硅以在高温下工作,因此由于添加 Si,活塞的热强度可以提高。发动机运转时活塞顶部的温度达到约 300°C,在此温度范围内膨胀程度超过铁,因此,为了将铝活塞与铸铁气缸正确配合,活塞在室温下必须松配合。添加硅会使活塞变硬,不易磨损,因此增加了基于纤维和基质成分百分比可实现的优势。MMC 的缺点是 a) 生产系统昂贵,b) 技术仍然相对不成熟,c) 生产过程复杂(尤其是长纤维 MMC),d) 专门生产服务的经验有限,e) 在颗粒 MMC 的情况下难以实现纤维颗粒的适当扩散,f) 颗粒分布不一致,g) 长纤维充当应力集中器,h) 不均匀性质和 i) 各向异性材料。这些缺点限制了金属基复合材料在汽车应用中的使用。除了用于活塞的先进材料外,还采用一些涂层来改善活塞性能。这些涂层技术将在下一节中讨论。过去几十年的研究和创新催生出复合材料,从用于汽车车身的玻璃纤维发展到用于航空航天和其他各种应用的颗粒复合材料。有些复合材料表现出更高的耐磨性、抗氧化性和抗腐蚀性。这些设计和特性机会是传统单片(非增强)材料无法实现的。复合材料在 20 世纪 70 年代被引入工程应用时被称为“未来材料”。由两种或两种以上可明显识别的成分组成的材料在日常生活中被用作天然复合材料。天然复合材料包括木材、土壤骨料、矿物、岩石等。复合材料是最具创新性的材料,由于材料性能的增强,它取代了航空航天、汽车、结构工程等领域的传统材料。这些复合材料是通过传统的金属生产和加工现场生产的。碳化物含量高的钢或石墨以及含有金属粘合剂、碳化钨和碳化物也属于这类复合材料。2. 现有文献综述在文献综述的基础上,重点介绍了研究空白。此外,本章最后还提出了研究目标。Singh 等人 [1] 本文的目的是研究铝和镁合金活塞的应力分布和热分析。在室温下,WE43A 的强度低于 Al-7Si 活塞,但在高温下,由于 WE43A 的机械和热性能优于 Al-7Si,因此可以承受更高的效率。因此,可以得出结论,对于热负荷相对较高的高性能发动机,镁合金是设计活塞的理想材料,但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机,铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。可以得出这样的结论:对于热负荷相对较高的高性能发动机,镁合金是设计活塞的理想材料,但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机,铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。可以得出这样的结论:对于热负荷相对较高的高性能发动机,镁合金是设计活塞的理想材料,但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机,铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。