基于表观弹性模量变化规律的类岩石材料滞回环形态分类及预测研究

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作者 刘杰 谢晓康 +3 位作者 高素芳 杨渝南 兰俊 王飞 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2020年第4期485-494,504,共11页

基于RMT-150C岩石力学试验系统,研究循环载荷下砂岩的力学响应,基于提出的E(t)=af(t)+b关系式,根据加载段表观弹性模量的变化规律,将非瞬时加载的滞回环形态分为持续增大、持续减小和先增后减三种形态.指出表观弹性模量的变化是由试样... 基于RMT-150C岩石力学试验系统,研究循环载荷下砂岩的力学响应,基于提出的E(t)=af(t)+b关系式,根据加载段表观弹性模量的变化规律,将非瞬时加载的滞回环形态分为持续增大、持续减小和先增后减三种形态.指出表观弹性模量的变化是由试样内部微裂隙、微孔洞的压密系数a 1和滑移展开数a 2两种因素共同作用的结果,并结合公式中a=a 1+a 2值的正负变化分析三种形态滞回环产生机理.根据公式中a值和b值随峰值、加载频率和围压变化存在的规律,可由两个及以上已知滞回环完成对其它任意滞回环的预测,并给出了详细的计算公式及流程,同时对每种不同滞回环的实例进行机理分析.试验证明,本预测方法适用于不同峰值(64~112 kN)、不同加载速率(0.2~20 kN/s)与围压(0~20 MPa)条件下三种不同形态滞回环. 展开更多

关键词 循环加卸载 表观弹性模量 滞回环形态分类 滞回环预测

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腕管综合征正中神经节段特异的几何属性和弹性模量的改变

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作者 彭琳晶 丁昂昂 +1 位作者 干耀恺 姚怡飞 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期44-44,共1页

目的腕管综合征(Carpal tunnel syndrome,CTS)目前是最常见的手部功能障碍疾病,是由于正中神经穿过腕管时受到压迫损伤。腕管内压升高通常被认为是直接导致正中神经病变的生物力学因素之一,而重复性的手指运动引起的过度的正中神经周期... 目的腕管综合征(Carpal tunnel syndrome,CTS)目前是最常见的手部功能障碍疾病,是由于正中神经穿过腕管时受到压迫损伤。腕管内压升高通常被认为是直接导致正中神经病变的生物力学因素之一,而重复性的手指运动引起的过度的正中神经周期性纵向拉伸也有可能是导致神经损伤的重要原因之一。然而对于CTS的发病机理以及力学载荷对正中神经损伤的机制仍未有明确的定论。本研究计划通过对比CTS病人与健康对照组,研究正中神经的三维几何特性以及神经的表观弹性模量在生理病理情况下的差异。方法招募CTS病人与健康受试者各30例,利用声辐射力脉冲弹性超声成像系统采集了正中神经的节段性形态学参数以及表观弹性模量。此外,利用散斑互相关算法计算指掌关节从0°~90°屈曲过程中,正中神经的局部纵向拉应变。结果CTS组正中神经的横截面积相比对照组显著增加,从近端向远端节段分别增加80%、68%、39%,且将正中神经拟合为椭圆时,不同节段的扁平率均大于3。在近端,CTS组正中神经的弹性模量显著高于对照组(轴向、径向)。在指掌关节屈曲过程中,CTS组的正中神经滑移水平显著低于对照组,降低约65%,且在远端区域,正中神经承受的拉应变约为对照组的2.5倍。结论CTS正中神经的三维几何参数以及力学属性相比于对照组有明显的差异。在近端,正中神经存在水肿的情况,且在远端易发生由于正中神经过度纵向拉伸导致的损伤。 展开更多

关键词 腕管综合征 正中神经损伤 健康受试者 表观弹性模量 近端 指掌 扁平率 掌关节

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鸡蛋表观接触弹性模量的测定 被引量：2

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作者 姜松 崔志平 +1 位作者 李建康 蔡健荣 《江苏农业科学》 CSCD 北大核心 2009年第6期325-326,共2页

利用TA-XT2i质地分析仪对26个鸡蛋样品进行了平板探头压缩试验,测定了加载载荷与对应变形量的关系。运用SPSS软件对试验数据进行了分析处理,得到鸡蛋的表观接触弹性模量为1034.75MPa,26个样品的表观弹性模量值基本一致,其标准偏差为68.9... 利用TA-XT2i质地分析仪对26个鸡蛋样品进行了平板探头压缩试验,测定了加载载荷与对应变形量的关系。运用SPSS软件对试验数据进行了分析处理,得到鸡蛋的表观接触弹性模量为1034.75MPa,26个样品的表观弹性模量值基本一致,其标准偏差为68.94MPa。通过对鸡蛋试样的力与变形量曲线分析,发现鸡蛋蛋壳在压缩过程中无屈服现象。在破裂点之前,力与变形量基本成线性关系。鸡蛋样品蛋壳破裂处的平均载荷为40.37N,标准偏差为7.4N,平均变形量为0.39mm,标准偏差为0.06mm。 展开更多

关键词 鸡蛋 表观接触弹性模量 接触强度

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结构与材料退变影响股骨近端松质骨表观力学性能的生物力学研究

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作者 冯成龙 张珂 +3 位作者 占师 甘宇雄 相新昊 牛文鑫 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期37-37,共1页

目的明确股骨近端不同部位松质骨微观结构与材料力学性能变化对整体力学性能的影响规律,为骨质疏松微观生物力学机制探索及诊断策略优化提供理论依据。方法使用Micro-CT扫描健康股骨样本,在股骨近端选取5处具有不同结构的松质骨区域,通... 目的明确股骨近端不同部位松质骨微观结构与材料力学性能变化对整体力学性能的影响规律,为骨质疏松微观生物力学机制探索及诊断策略优化提供理论依据。方法使用Micro-CT扫描健康股骨样本,在股骨近端选取5处具有不同结构的松质骨区域,通过阈值调整模拟各结构的骨质疏松退变过程。采用有限元方法评估松质骨表观力学性能,分析结构退变对表观力学性能的影响;通过模拟骨小梁材料的软硬变化,分析组织水平材料力学性能对表观力学性能的影响。结果各处松质骨表观力学性能均随结构退变呈线性降低,但斜率不一。股骨头下部骨量较高(BV/TV=0.37),5%的骨量衰减仅造成表观弹性模量降低6.8%;而在骨量较低的股骨颈(BV/TV=0.15),5%骨量衰减所导致的表观弹性模量损失可达11.5%。对以上两结构,骨小梁弹性模量分别增强7.3%和13%即可使退变后结构的表观力学性能与退变前持平,但组织应力水平也随之提升。结论股骨近端松质骨的微观结构与材料性能对其表观力学性能有规律性影响。骨小梁材料硬化在一定程度上可抵消结构变化对表观力学性能的消极影响,但同时会增加骨小梁微损伤风险。股骨颈和大转子相比股骨头区域的松质骨对结构退变更敏感,监测这些部位的骨组织指标或能更早地识别骨质疏松症状。 展开更多

关键词 股骨近端 表观弹性模量 骨质疏松 生物力学研究 股骨颈 松质骨 骨小梁 大转子

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峰前峰后循环加卸载对砂岩动力特性的影响 被引量：2

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作者 王瑞红 贾敬茹 +3 位作者 骆浩 危灿 张健锋 贾依行 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期94-101,共8页

为深入分析砂岩峰前和峰后不同阶段的动力特性规律,开展单轴分级循环加卸载试验,综合分析下限应力对砂岩峰前峰后不同加卸载阶段的表观弹性模量、滞回圈面积、阻尼比、阻尼系数及动弹性模量等相关动力参数的影响。研究结果表明:①岩样... 为深入分析砂岩峰前和峰后不同阶段的动力特性规律,开展单轴分级循环加卸载试验,综合分析下限应力对砂岩峰前峰后不同加卸载阶段的表观弹性模量、滞回圈面积、阻尼比、阻尼系数及动弹性模量等相关动力参数的影响。研究结果表明:①岩样在峰后因内部损伤加深和累积,相同下限应力下滞回曲线位于峰前右侧,且应变量增幅和最大应变增幅均随下限应力的增加而逐渐减小,说明峰后岩样虽然强度已达到极限状态,但只要岩石未完全破坏失稳,其致密性仍可以在高应力条件下的循环加卸载中得到增强。②砂岩在峰前峰后循环加卸载下的变化过程,可以通过表观弹性模量曲线斜率a值的变化得以体现,低下限应力循环加卸载试验中,致密性增强系数a_(1)>致密性劣化系数a_(2),斜率a均为正值,轴向应力对岩石整体的压密作用明显强于劣化损伤作用;随着下限应力升高,a_(2)的降低速率高于a_(1)的升高速率,a值逐渐减小甚至变为负值,说明轴向应力对岩石整体的压密作用逐渐弱于劣化损伤作用。③4组不同下限应力条件下,岩样峰后的滞回圈面积、阻尼比、阻尼系数均高于峰前状态,而动弹性模量低于峰前状态,说明岩样在峰后循环加卸载过程中内部劣化损伤程度高于峰前。 展开更多

关键词 砂岩 峰前峰后 循环加卸载 表观弹性模量 下限应力 动力特性

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与年龄和绝经期有关的三维松质骨微结构和力学性能变化的模拟研究

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作者 方娟 宫赫 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期334-334,共1页

目的探索女性绝经后松质骨微结构及力学性能的变化。方法采用Gong等提出的松质骨在不同力学环境和激素水平下功能适应性统一模型结合有限元法,模拟6种工况下三维松质骨微结构的变化,并计算其力学性能。这6种工况为:年龄40岁板状松质骨... 目的探索女性绝经后松质骨微结构及力学性能的变化。方法采用Gong等提出的松质骨在不同力学环境和激素水平下功能适应性统一模型结合有限元法,模拟6种工况下三维松质骨微结构的变化,并计算其力学性能。这6种工况为:年龄40岁板状松质骨微结构,活动量减小48.48%后80岁杆状松质骨微结构,杆状结构外部载荷旋转30°,杆状和板状结构微损伤后结构变化,绝经后女性(40~60岁)松质骨微结构变化。结果活动量减少48.48%,松质骨微结构形态参数BV/TV、Tb.Th均降低50%以上,Tb.Sp增加了2倍,结构表观弹性模量和表观屈服强度均降低70%以上。当发生微损伤的体积小、数量较少时,对松质骨微结构形态参数和强度无显著影响,但是当力学激励阈值提高16.67%时,表观屈服强度降低了13.86%。女性绝经后20年里,BV/TV和Tb.Th分别下降了14.00%和23.96%,Tb.Sp增加了23.16%,表观弹性模量和表观屈服强度分别降低了24.92%和25.23%。结论力学激励和激素水平降低,导致骨小梁结构恶化,松质骨强度显著下降,从而增加骨折的风险。本研究能够模拟由于力学因素和生物学因素共同作用导致的松质骨微结构变化,并进行定量分析,还可以为临床上预防和治疗绝经后骨量流失提供理论依据。 展开更多

关键词 骨小梁结构 表观弹性模量 功能适应性 形态参数 生物学因素 绝经期 活动量 微损伤

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压缩速度与压缩方位对大豆籽粒压缩特性的影响 被引量：18

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作者 程绪铎 黄之斌 +3 位作者 唐福元 刘帅东 曾莼 愈杰 《中国粮油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期10-14,21,共6页

按照美国农业与生物工程师协会ASAE S368.4DEC2000(R2006)标准,使用Brookfield质构仪测定了黑龙江大豆籽粒(2011年产)的表观弹性模量、最大破坏力、最大破坏力能、破坏时的变形量。试验选定压缩速度为:0.02、0.1、0.5、1.0 mm/s,选定压... 按照美国农业与生物工程师协会ASAE S368.4DEC2000(R2006)标准,使用Brookfield质构仪测定了黑龙江大豆籽粒(2011年产)的表观弹性模量、最大破坏力、最大破坏力能、破坏时的变形量。试验选定压缩速度为:0.02、0.1、0.5、1.0 mm/s,选定压缩方位为长轴(X轴)、中轴(Y轴)、短轴(Z轴)。由质构仪软件,得到了加载载荷与对应变形量的关系曲线,运用spass软件对数据进行分析处理,得到大豆的表观弹性模量、最大破坏力、最大破坏能、破坏时的变形量。试验结果表明:随着压缩速度的增加,大豆籽粒沿长轴(X轴)、中轴(Y轴)、短轴(Z轴)压缩的最大破坏力增大,最大破坏能增加,压缩变形量增大,表观弹性模量减小。 展开更多

关键词 压缩速度 压缩方位 大豆籽粒 表观弹性模量 最大破坏力

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Al基和Al-6Si基闭孔泡沫铝的动态压缩性能 被引量：11

8

作者 尉海军 李兵 +1 位作者 郭志强 姚广春 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期704-709,共6页

利用熔体转移发泡法制备了不同密度的Al基和Al-6Si基闭孔泡沫铝(CCAF),探讨了CCAF基体的微观形貌及物相组成,对其动态压缩性能进行了研究。结果表明:Al基CCAF基体微观形貌较单一,基本上是小块状(Al20CaTi2);而Al-6Si基CCAF基体微观形貌... 利用熔体转移发泡法制备了不同密度的Al基和Al-6Si基闭孔泡沫铝(CCAF),探讨了CCAF基体的微观形貌及物相组成,对其动态压缩性能进行了研究。结果表明:Al基CCAF基体微观形貌较单一,基本上是小块状(Al20CaTi2);而Al-6Si基CCAF基体微观形貌复杂,主要呈大片状(Al3.21Si0.47和CaAl2Si3)、长针状(Al3Ti)和小白点(Al2O3)。动态压缩结果显示:Al基CCAF压缩应力—应变曲线较平缓,断裂层有明显的材料撕裂痕迹;而Al-6Si基CCAF压缩应力—应变曲线不光滑,个别曲线波动较大,断裂层出现显著的脆性材料断裂特征;随着相对密度的增加,Al基和Al-6Si基CCAF屈服强度(σpl)和表观弹性模量(E0.2)整体趋势都在增加。 展开更多

关键词 闭孔泡沫铝 动态压缩 相对密度 屈服强度 表观弹性模量

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三角波卸载段作用下钙质砂岩毫秒量级变形速率预测模型研究 被引量：5

9

作者 刘杰 李建林 +3 位作者 唐亮 胡静 范留军 夏俊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第S1期63-70,共8页

针对现阶段岩体循环加载下力学响应研究中的不足之处,以宜昌地区钙质中-细砂岩为研究对象和以RMT-150C岩土力学试验系统为试验平台,开展了毫秒(ms)量级三角波卸载段变形速率预测率模型研究。将卸载过程分为非滞后时间段和滞后时间段,给... 针对现阶段岩体循环加载下力学响应研究中的不足之处,以宜昌地区钙质中-细砂岩为研究对象和以RMT-150C岩土力学试验系统为试验平台,开展了毫秒(ms)量级三角波卸载段变形速率预测率模型研究。将卸载过程分为非滞后时间段和滞后时间段,给出各段判别依据,提出所需相关参数。定量指出滞后时间段带来的影响,给出滞后时间段的预测模型。在非滞后时间段提出表观弹性模量的概念,试验数据分析表明未出现加载破坏前,岩样表观弹性模量和即时垂向力始终保持线性关系。在该基础上建立三角波卸载段非滞后时间段的变形速率预测率模型模型,由于加载仪器不能精确输入三角波,将加载速率平均值修正和载荷速率中加入常数项修正后,该模型的预测变形速率和应力-应变曲线与实测值精确吻合,表明所建模型的合理性。 展开更多

关键词 表观弹性模量 钙质中-细砂岩 三角波卸载段 滞后时间段

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储藏压力对大豆籽粒压缩特性的影响研究 被引量：1

10

作者 唐福元 黄之斌 +1 位作者 严晓婕 程绪铎 《中国粮油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期68-71,77,共5页

用2个LHT-1型粮食回弹模量仪储藏大豆6个月,顶部分别加载150 kPa和300 kPa,理论计算得到粮食回弹模量仪的储粮筒内不同位置的压力(87、115、150、161、211、300 kPa)。利用质构仪对不同储藏压力下的大豆样品进行压缩试验。运用SPSS软件... 用2个LHT-1型粮食回弹模量仪储藏大豆6个月,顶部分别加载150 kPa和300 kPa,理论计算得到粮食回弹模量仪的储粮筒内不同位置的压力(87、115、150、161、211、300 kPa)。利用质构仪对不同储藏压力下的大豆样品进行压缩试验。运用SPSS软件对数据进行分析处理,得出大豆籽粒压缩的最大破坏力(76.77～101.51 N),最大破坏能(68.28～84.12 mJ),表观弹性模量(131.99～200.29 MPa)。结果表明:随着储藏压力的增大,大豆籽粒压缩的最大破坏力,最大破坏能,表观弹性模量逐渐减小。 展开更多

关键词 大豆籽粒 最大破坏力 最大破坏能 表观弹性模量

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拉伸速率对碳纤维单丝拉伸性能的影响 被引量：2

11

作者 季根顺 张梅英 +2 位作者 贾建刚 薛向军 郝相忠 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第2期28-31,共4页

碳纤维单丝直径通常小于10μm,拉断载荷很小,其拉伸试验有别于常规材料.测定了T300-12K碳纤维单丝的拉伸性能,考察了拉伸速率对拉伸性能的影响.结果表明:随着拉伸速率提高,碳纤维单丝拉伸强度明显增大,拉伸强度由拉伸速率为0.1mm/min时... 碳纤维单丝直径通常小于10μm,拉断载荷很小,其拉伸试验有别于常规材料.测定了T300-12K碳纤维单丝的拉伸性能,考察了拉伸速率对拉伸性能的影响.结果表明:随着拉伸速率提高,碳纤维单丝拉伸强度明显增大,拉伸强度由拉伸速率为0.1mm/min时的2 699MPa增加到10mm/min时的3 464MPa;表观弹性模量略有增大,大致呈线性规律增加,由拉伸速率为0.1mm/min时的186GPa增加到10mm/min时的209GPa;断裂伸长率随拉伸速率变化不大. 展开更多

关键词 碳纤维单丝 拉伸速率 拉伸强度 表观弹性模量

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藜麦籽粒压缩力学特性的试验研究 被引量：3

12

作者 马一铭 杜文亮 +2 位作者 郭占斌 马宗雨 康立菲 《农机化研究》 北大核心 2021年第1期131-137,共7页

为减少藜麦籽粒在收获与生产加工中受压缩而产生的破裂、破碎等机械损伤,通过对不同粒级的藜麦籽粒进行不同方位的静力压缩,研究藜麦籽粒在受压时的力学特性及与其基本物性参数间的关系。为此,测定了“蒙藜2号”的几何尺寸、球度等基本... 为减少藜麦籽粒在收获与生产加工中受压缩而产生的破裂、破碎等机械损伤,通过对不同粒级的藜麦籽粒进行不同方位的静力压缩,研究藜麦籽粒在受压时的力学特性及与其基本物性参数间的关系。为此,测定了“蒙藜2号”的几何尺寸、球度等基本物性参数,并结合赫兹接触理论探究了不同压缩方位下粒级对受压籽粒力学特性的影响。试验结果显示:藜麦籽粒不同方位受压时,随粒级增大其破裂力、破裂能先增大后趋于平稳,弹性模量和最大破裂应力则存在先增大后减小的变化趋势。经方差分析可知:粒级变化对藜麦籽粒的最大破裂应力存在显著影响,且同粒级藜麦籽粒水平方位下的抗压能力大于垂直方位。结合试验结果与相关分析,可为藜麦收获及加工机械的设计与优化提供参考。 展开更多

关键词 藜麦 粒级 力学特性 表观弹性模量 破裂应力

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