在聚合物机械化学领域 [10,11],OFP [12,13] 可以实现光学可视化,并监测不同材料体系(从传统的热固性材料和热塑性材料 [14–18] 到蛋白质)内不同长度尺度上的机械诱导事件。[19–23] 在机械生物学领域也可以找到类似的概念。[24–27] 在施加力时,OFP 会发生构象、构型或组成键异构化反应,从而改变其在吸收、荧光或化学发光方面的光学性质。[28] 材料科学中高分辨率显微镜技术的出现甚至使我们能够追踪亚微米尺度的宏观材料损伤。[29–37] 因此,OFP 有助于开发具有改进性能的材料方法。 [38] 尽管 OFP 已成功用于研究合成和生物大分子材料的损伤,但令人惊讶的是,尚未使用 OFP 研究粘合剂的失效。现有的研究粘合剂疲劳和断裂的方法[39]包括目视检查、[40] X 射线光电子能谱、[41,42] 质谱 (MS)、[43,44] 傅里叶变换红外光谱、[42,45] 和接触角测量。[42] 然而,这些技术都无法对胶水成分的机械状态提供空间分辨的光学反馈。我们在此报道了一种由阳离子力响应蛋白 FRET 对和阴离子芳香族表面活性剂的静电共聚形成的生物胶。[46,47] 因此,我们将 FRET 供体荧光团连接到力响应的 FRET 受体荧光蛋白。在机械测试过程中,施加力会改变 FRET 效率,从而改变发射光谱以及供体荧光寿命。我们使用这些蛋白质粘合剂粘合高能和低能表面,以对其断裂行为进行详细的光学分析。机械损伤
本文研究了船用钢在极高载荷率下的抗断裂性能。这些载荷条件主要被视为非常短的载荷时间,从而导致在结构中可能存在的焊缝缺陷、几何应力集中或裂纹的尖端处具有高载荷率。尽管研究的重点是材料在这些极高载荷条件下的响应,但是不可能将原始设计(设计细节和/或标准)和制造方法的影响与这些考虑因素分开。特别是,船舶设计和船内的载荷分布将对应力的重新分布产生主导影响,因此,也会对裂纹开始不稳定扩展时的阻止能力产生主导影响。
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。STHCSM的RNA裂解在每个切割位点生成2',3'> P和5'-OH,我们假设RTCB的连接酶活性参与了图中确定的RNA修复。1(中间)。b)用抗RTCB或抗ACTB(加载对照)抗体的蛋白质印迹,用(+)或没有( - )RTCB耗竭的293T细胞的裂解物进行抗体。参见图中的未编写图像。S2。c)PARK7成绩单针对5
图1:来自Operando XCT的实验设计和选定图像。(a)操作XCT细胞设计,成像和图像重建过程的示意图。(b)在0.5 mA CM -2电流密度,10 MPa堆栈压力和25°C下,在Operando XCT实验中循环的硅半细胞的电静态电压谱图。XCT图像是在第一次锂化之前和之后收集的,然后在划界和重新构度期间每15分钟收集一次。(c)从XCT数据中重建单元堆的3D渲染,突出显示了不同的2D切片。(d)垂直横截面图像显示了(i)原始的硅/LPSC界面,(ii)锂化,(iii)界定,(iii)截然不见,(iv)重新列为较高的状态,false-Color叠加层,突出显示了(I)中的硅和LPSC。(E-G)平面图像来自(e)锂化,(f)删除和(g)重新列为的硅电极中点的平面图像。
计算方法的最新进展和大量已发表的复合材料损伤机制传播成功表示的演示表明,可靠的复合材料结构虚拟测试工具即将取代设计和认证过程中的一些机械测试。鉴于这些快速发展和所提出方法的明显多样性,有必要制定一个给定模型在什么条件下可以预期工作以及何时不再适用。在本章中,我们研究了预测复合材料损伤所需的基本概念,旨在提供基础来帮助选择必要、物理合理且计算上可处理的理想化。讨论了连续损伤力学模型中断裂扩展的客观性问题,并探讨了扩展有限元法在避免这些困难方面的应用。
提出了通过3D打印过程获得的各向异性,弹性碎裂模型的相位场模型。开发了各向异性相位的延伸到弹性性模型。该模型能够描述从准脆性到弹性塑料断裂行为的过渡,具体取决于微观结构在外部载荷方面的层角度。这种特征特别是描述分层印刷材料中各向异性断裂行为。本模型引入了两个相字段变量,一个散装断裂损伤和一个微界面损伤变量,描述了两种不同的微损伤机制。最后,我们提出了一种原始方法,以使用代表性体积元素上的数值均质化来识别宏观应变密度作为微界面损伤变量的函数。数值研究表明,目前的模型相对于网状修复是收敛的,并允许描述分层弹性塑料结构中的复杂裂纹启动和传播。提供了实验比较,以验证将这种模型用于3D打印聚合物材料的使用。
摘要在这项研究中,基于普通的基于状态的periDyanics模拟了岩石断裂的传播,并通过实时跟踪新生成的裂缝的实时跟踪并施加压力来模拟断裂流体和分裂表面之间的相互作用。根据数字图像处理技术,Zhang-Suen稀薄算法应用于提取液压断裂网络的骨骼,并通过使用统计方法来计算液压分裂网络的定量方法来计算形态学参数。最后,研究了负载速率,原位应力条件和弹性模量的效果,研究了液压断裂传播的过程和断裂网络形态参数的演变。结果表明,当加载速率很小时,主断裂朝向较大的原位应力方向扩展,而断裂分支并不明显。增加负荷速率可以增加断裂的平均宽度和密度,促进断裂的开放程度和数量,增强断裂网络的复杂性并提高其渗透性。当水平和垂直原位应力相同时,主要骨折相交。随着垂直原位应力的增加,水平裂缝受到约束,主要断裂沿垂直方向传播,裂缝的总长度和密度增加。岩石质量弹性模量的增加可以减少断裂分支的传播并简化断裂网络。
髋部骨折构成了重要的健康挑战,尤其是在老龄化的人群中,导致了大量的发病率和经济负担。大多数髋部骨折是由骨质疏松症和跌倒的组合引起的。准确评估髋部骨折风险对于确定高风险个体和实施有效的预防策略至关重要。当前的临床工具,例如断裂风险评估工具(FRAX),主要依赖于大量人群研究得出的临床风险因素的统计模型。但是,这些工具通常缺乏捕获直接影响骨折易感性的个体生物力学因素。因此,基于图像的生物力学方法主要利用双能X射线吸收仪(DXA)和定量计算机层析成像(QCT),它引起了人们的关注,因为它们的潜力提供了对骨骼强度的更精确评估的潜力,并具有涉及跌倒的影响,从而增强了风险预测的准确性。生物力学方法依赖于两个基本组成部分:评估骨骼强度并预测降落引起的撞击力。在基于图像的有限元(Fe)建模中进行了显着进步,以进行骨骼强度分析和降落诱导的影响力的动态模拟,但仍然存在重大挑战。在这篇综述中,我们研究了这些领域的最新进展,并强调了要提高领域并改善断裂风险预测的主要挑战。
研究了通过定向能量沉积获得的打印 316L 不锈钢薄壁结构的机械性能。对从增材制造的方形管中获得的小样品进行现场拉伸和断裂试验,并以相对于部件构建方向的三个不同方向提取。尽管该工艺产生了强取向的微观结构,但与文献中常见的厚样品或抛光样品相比,打印样品表现出降低的各向异性。此外,使用一个简单的模型表明,通过仅考虑材料厚度变化模式(由层堆叠过程引起)可以解释降低的各向异性。使用经过调整的数字图像相关程序分析断裂试验,该程序根据实验计算的 J 积分评估样品的断裂韧性。使用时间反转,可以识别靠近裂纹路径区域的应变场。然后根据拉伸试验中确定的本构行为计算应力场。提出了一种正则化程序来强制应力平衡。最后,使用各种积分轮廓计算 J 积分,以验证其路径独立性。在此基础上,确定了近乎各向同性的断裂韧性。额外的扫描电子显微镜观察表明,断裂表面特征与样品方向无关。这种明显的各向同性可以通过驱动裂纹萌生和扩展的未熔合缺陷的各向同性分布来解释。