ij ij i j X Y K C = , , , , { } 轴承刚度[N/m]和等效粘性阻尼系数[Ns/m] L 轴承轴向长度[m] M , M est 测量和估计的MMFB质量[kg] M m 金属网环质量[kg] P 功率损耗[W] R 旋转轴的半径[m] R i 金属网环内半径[m] R o 金属网环外半径[m] T tf 顶部箔厚度[m] U d , U v , U f 位移[mm]、电压[V]和力[lb]的不确定性 W 轴承上的总静载荷[N] W S 施加的静载荷[N] W D 轴承组件的自重[N] ρ MM 线密度=金属网质量/(金属网体积×金属密度) υ 泊松比
在过去的二十年中,人们发现被称为超材料的人造结构具有非凡的材料特性,可以前所未有地操纵电磁波、弹性波、分子和粒子。负折射、带隙、近乎完美的波吸收、波聚焦、负泊松比、负热导率等现象都可以用这些材料实现。超材料最初是在电动力学中理论化和制造的,但对其应用的研究已扩展到声学、热力学、地震学、经典力学和质量传输。在本研究更新中,我们总结了超材料在各个领域的发展历史、当前进展状况和新兴方向,重点关注每个学科基础上的统一原则。我们讨论了超材料背后的不同设计和机制,以及每个领域的控制方程和有效材料参数。此外,我们还讨论了超材料的当前和潜在应用。最后,我们对超材料这一新兴领域的未来发展进行了展望。
我们利用DCB试验验证了该软件。利用开发的软件对图7所示的DCB试验进行了模拟。计算模型为半对称模型。两层CFRP单向铺层堆叠在一起,每层厚度为1.98 mm。初始裂缝为55 mm,从裂缝尖端到试件末端放置一个粘结单元来模拟界面。界面以外的部分被划分为六面体主单元。表5 [9]显示了CFRP的正交各向异性弹性性能。下标1、2和3表示三个正交轴。轴1是纤维方向。E、G和ν分别是弹性模量、剪切模量和泊松比。界面材料性能如表6 [9]所示。G IC 、K和T分别是拉伸方向上的I型断裂韧性值、界面刚度和界面强度。在本模拟中,剪切方向的断裂韧性值、界面刚度和界面强度设置为与拉伸方向相同的值。
物理特性 颜色 目测 象牙色 密度 g/cm3 ASTM C373-88, ASTM C20 3.91 晶粒尺寸 微米 ASTM E112-10 25 结晶相 % Alpha XRD 100 吸水率 % ASTM C373-88 0% 抗弯强度 PSI 3 点 PSI ASTM C1161, F417 39,870 弹性模量 GPA per ASTM C1198 ASTM C1198 347 泊松比 ASTM C848 0.22 抗压强度 (PSI) ASTM C773 323,000 硬度 (GPA) ASTM C1327 维氏 1342 断裂韧性 MPa√m 单边缺口 4.19 添加剂 (YtO3) Wt% ICPMS N/A 杂质 (SiO2 ) PPM GDMS <500 杂质 (Na2O) PPM GDMS <400 杂质 (CaO) PPM GDMS <400 杂质 (K2O) PPM GDMS <100 杂质 (Fe2O3) PPM GDMS <400 杂质 (TiO2) PPM GDMS <100 杂质 (C) PPM GDMS <50 杂质 (S) PPM GDMS <50
耐电弧性 IPC-650 2.5.1 秒 242 秒 242 弯曲强度 (MD) IPC-650 2.4.4 kpsi 24 16 N/mm 2 165 弯曲强度 (CD) IPC-650 2.4.4 kpsi 15 8 N/mm 2 103 拉伸强度 (MD) ASTM D 3039 psi 16,800 N/mm 2 116 拉伸强度 (CD) ASTM D 3039 psi 11,000 N/mm 2 75.8 杨氏模量 (MD) ASTM D 3039 psi 10 6 N/mm 2 8,343 杨氏模量 (CD) ASTM D 3039 psi 10 6 N/mm 2 7,171 泊松比 (MD) ASTM D 3039 0.14 0.14 泊松比 (CD) ASTM D 3039 0.10 0.10 断裂应变 (MD) ASTM D 3039 % 1.6 % 1.6 断裂应变 (CD) ASTM D 3039 % 1.4 % 1.4 压缩模量 (Z 轴) ASTM D 695 (23ºC) kpsi 385 N/mm 2 2,650 剥离强度 (1 盎司 VLP) IPC-650 2.4.8 (热应力) 磅/英寸 12 N/mm 2.1 剥离强度 (1 盎司 VLP) IPC-650 2.4.8.3 (150ºC ) (高温) 磅/英寸 14 N/mm 2.5 剥离强度 (1 盎司VLP)IPC-650 2.4.8秒5.2.3 (Proc. Chemicals) 磅/英寸 11 N/mm 2.0 密度 (比重) gm/cm 3 2.28 gm/cm 3 2.28 比热 ASTM E 1269 (DSC) (100ºC) J/g/K 0.99 J/g/K 0.99 热导率 ASTM F 433 W/M*K 0.29 W/M*K 0.29 T d (热分解温度) IPC-650 2.4.24.6 2% 重量损失 ºC 528 ºC 528 T d (热分解温度) IPC-650 2.4.24.6 5% 重量损失 ºC 547 ºC 547 CTE (x) IPC-650 2.4.41 (>RT - 125ºC) ppm/ºC 10 8 ppm/ºC 8 热膨胀系数 (y) IPC-650 2.4.41 (>RT - 125ºC) ppm/ºC 13 10 ppm/ºC 10 热膨胀系数 (z) IPC-650 2.4.41 (>RT - 125ºC) ppm/ºC 108 104 ppm/ºC 108
摘要:我们介绍了一种基于拓扑原理设计膨胀(负泊松比)结构的新方法,并通过研究基于二维 (2D) 纺织编织图案的新型膨胀材料来证明该方法。设计膨胀材料的传统方法通常涉及确定单个可变形材料块(一个晶胞),其形状会导致膨胀行为。因此,在 2D(或 3D)域中对这样的晶胞进行图案化会产生更大的结构,该结构会表现出整体膨胀行为。这种方法自然依赖于一些先前的直觉和经验,即哪些晶胞可能是膨胀的。其次,调整所得结构的属性通常仅限于特定类型晶胞几何形状的参数变化。因此,目前已知的大多数膨胀结构属于少数几类晶胞几何形状,这些几何形状是根据指定的拓扑(即网格结构)明确定义的。在这项工作中,我们展示了一类新的膨胀结构,虽然具有周期性,但可以隐式生成,即无需参考特定的晶胞设计。该方法利用基于编织的拓扑参数(
聚合物血管生物可吸收支架 (BRS) 已广泛用于治疗冠状动脉疾病。而增材制造 (AM) 正在通过实现具有高度复杂结构的患者专用支架来改变医疗保健领域的格局。然而,使用聚合物 BRS 存在挑战,特别是支架内再狭窄 (ISR),与其较差的机械性能有关。因此,本综述的目的是概述在开发旨在满足机械和生物要求的聚合物 BRS 方面的最新进展。首先,重点介绍并简要描述了适用于 BRS 的生物聚合物以及形状记忆聚合物 (SMP)。其次,除了引入有效的机械超材料(例如负泊松比 (NPR) 结构)之外,还讨论了不同类型的血管支架设计结构。随后,讨论了目前用于制造聚合物 BRS 的 AM 方法,并将其与传统制造方法进行了比较。最后,针对实现新一代 AM BRS 所面临的现有挑战,提出了未来的研究方向。总体而言,本文为未来的心血管应用提供了基准,尤其是通过选择合适的聚合物、设计和 AM 技术来获得临床上可行的聚合物血管支架。
术语:a cz ,粘结区长度;D c ,循环损伤;D s ,静态损伤;E ,弹性模量;K coh ,粘结刚度;G c ,单位面积总耗散能量;G p ,单位面积粘结区耗散塑性能量;N ,循环次数;N f ,粘结单元失效的循环次数;Δ N ,荷载包络线内的循环次数;N u ,所需的损伤更新次数;Γ o ,临界粘结能;δ c ,临界分离;δ 1 ,线性和梯形模型的形状参数;δ 2 ,梯形模型的第二个形状参数;δ p ,塑性分离;δ cyc ,循环分离;δ cyc max ,加载循环中达到的最大分离;δ ,CE 中的分离; δ max ,卸载开始时的分离;σ c ,临界内聚应力;σ ,内聚应力;σ Y ,屈服应力;σ max ,卸载开始时的应力;ϑ ,泊松比 缩写:CE,内聚元素;CZ,内聚区;CZM,内聚区模型;LEFM,线弹性断裂力学;TCZM,梯形内聚区模型;TSL,牵引分离定律
辅助元结构是高级结构,与常规结构不同,在沿一个方向拉伸时宽度膨胀。此特征与负泊松的比率相关,从而增强其机械性能。一种创建辅助结构的方法是通过3D打印技术,它允许生产复杂而精确的设计。本研究的目的是使用3D打印技术设计和制造一种新型的聚合物辅助结构。创新的辅助结构由一个围绕一个缺失的肋骨单元细胞的四个箭头头单元组成。这种结构是在固体工厂中设计的,随后生成了提出的新型辅助结构的3D印刷样品。呈现的新型辅助结构的3D印刷样品受到0%至25%的纵向菌株的约束。结果表明,3D打印样品在受到纵向应变后也表现出宽度的增加,证实了这项研究中呈现的结构确实是辅助性的。这项研究中提出的新型辅助结构表明,与先前研究中引入的辅助结构相比,在5%纵向菌株时达到了-0.54的最大负泊松比为-0.54。
本文介绍了一种用于内隔墙的船用夹层板的屈曲分析研究,该夹层板具有多层石墨烯纳米片 (GPL)/聚合物复合面板。芯层考虑了三种不同的形状:方形、蜂窝状和具有负毒比的凹入蜂窝状。假设面板由石墨烯纳米片 (GPL) 增强的聚合物基质组成。使用 Halpin-Tsai 的微机械方法确定顶层和底层的有效杨氏模量以及有效泊松比和质量密度的混合规则。基于新的五阶剪切变形理论对墙夹层板进行建模。采用汉密尔顿原理获得板运动的控制微分方程。所提出的公式和结果的准确性得到了验证,并通过与文献中可用的结果高度一致证明了其准确性。基于我们的结果,我们指出了蜂窝芯的蜂窝结构对船用内墙夹层板临界屈曲载荷的影响。此外,还利用 Galerkin 方法说明了厚度、纵横比、石墨烯纳米片重量分数和几何参数对临界屈曲载荷的影响。这项研究的成果可能有助于创造更高效的工程应用,特别是在海洋和船舶工业中。