皮下脂肪组织本构模型及其生物力学性能研究进展

脂肪组织的本构模型和力学性能对研究肥胖人群的碰撞损伤具有重要意义，但往往不同文献中得到的研究结果并不一致，因此，脂肪组织生物力学性能及材料属性仍有待深入研究。从脂肪组织的压痕试验、拉伸与压缩试验、剪切试验等力学试验方面综述了脂肪组织生物力学性能的研究成果，并进一步介绍了有限元分析中常用的脂肪组织材料本构模型，分析了脂肪组织生物力学性能研究所面临的问题及今后的发展方向，为脂肪组织生物力学研究提供了参考。     

基于超高速成像和惯性效应的冲击测试技术

为了利用全场测试技术测量非均匀变形场的优势,提出了一种可充分利用材料在高速冲击载荷下的惯性效应的冲击测试方案。利用超高速全场测试技术获取试样受冲击载荷作用下的动态应变和加速度场,结合虚场法对动态全场数据进行处理识别出材料的本构参数。从有限元仿真计算以及惯性冲击测试两方面验证了这一方法的可行性。结果显示:惯性效应在冲击测试领域的应用大大简化了测试设备,比如,由于不需要测试外力,所以无需Hopkinson杆测试中的入射杆和透射杆装置;同时也拓展了冲击试验的设计空间,如可测试复杂形状或者软质的试样等。     

行人腿型冲击器肌肉材料参数反求

aPLI先进行人腿型冲击器在碰撞测试中的生物仿真度,在很大程度上取决于其几何结构及其模拟腿部肌肉的合 成橡胶的超弹性力学特性。根据橡胶准静态单轴压缩试验数据,分别对用于表述橡胶超弹性的Ogden和Mooney-Rivlin本 构模型进行材料参数拟合,得到相应的材料参数并将拟合曲线与试验曲线进行比较,对比不同本构模型的拟合精度。结 果表明,2阶 Ogden材料模型更符合试验结果。为提高有限元模型中肌肉橡胶材料参数的准确性,重构压缩试验有限元 模型,以拟合得到的2阶Ogden本构模型材料参数为初始值,通过将有限元与优化策略相结合,基于自适应响应面法对2 阶Ogden模型中μ1、α1、μ2、α2这4个材料参数进行优化,获得该材料在准静态压缩状态下的一组最佳材料参数。     

软土地层明挖隧道渗流-卸荷耦合力学特性分析

针对珠三角地区地下水位高、粉细砂地层厚,软土明挖隧道深基坑工程施工开挖过程存在明显渗流-卸荷耦合力学特性等工程技术问题,提出了基于Duncan-Zhang非线性本构模型的基坑工程渗流卸荷耦合力学有限元分析方法,并基于室内GCTS真三轴卸荷力学试验方法获取土体卸荷力学参数与Duncan-Zhang模型参数。在此基础上,利用Midas GTS有限元分析软件,对珠三角某城市下沉式公路隧道施工力学特性进行数值分析模拟,并通过现场施工监测成果验证其合理性。     

玻纤增强塑料高低温力学性能对比研究

对PA66GF35短玻纤维增强塑料进行高低温实验,得到材料在不同温度下的力学响应。发现材料在低温环境下几乎一致处于线性阶段,常温和高温环境下材料非线性明显。对比材料在不同温度下力学参数的变化规律发现,材料拉伸模量和拉伸强度都是在低温时最高,随着温度升高,模量和强度也随之减小。利用Weibull函数建立材料在高温、常温、低温的本构方程,将材料本构方程带入有限元分析,得到材料偏轴角度下的力学响应,发现和实验数据拟合很好,验证了材料本构的正确性。     

地震波技术在沥青路面性能测试中的应用研究

地震波技术是一种以弹性波在材料中的传播特征为途径获取了材料的弹性模量的测试方法.其可以作为获取沥青路面结构各层模量和厚度的无损测试方法,为路面力学计算以及施工验收提供依据.从地震波技术的原理出发,分析其在路面测试中的应用范围,并讨论其在温度条件下的局限性,为其在道路工程中的应用提供技术上的参考.     

点焊冲击性能测试技术研究现状

点焊是汽车制造中广泛采用的连接工艺,点焊冲击性能是评价材料焊接性能、焊接质量、部件强度和汽车车身安全性能的重要指标。对点焊冲击性能测试技术的研究现状进行了综述,涉及材料领域和汽车制造领域测试点焊冲击性能的意义和特点、典型点焊冲击测试的加载模式、试样结构、焊点破坏形式、关键参数的测试方法、构件点焊冲击测试方法等,讨论了点焊冲击性能测试的关键技术和存在的问题,并预测了这一领域的未来发展趋势。     

面向侧气囊爆破仿真的复杂层合软饰材料性能测试与建模

本文针对顶衬侧气囊爆破仿真,为了充分体现顶衬饰板在爆破过程中的力学传递作用,在考虑顶衬饰件材料构成及各层力学性能特点的基础上,建立了基于各层实际力学性能的仿真结构模型,对各层材料参数模型选用适合的材料本构模型进行表达。并进一步介绍了相关本构模型中失效参数的标定方法,从而形成了适用于侧气囊爆破仿真的顶衬材料完整准确表达。最后通过仿真试验对标验证了方法的可行性与有效性。     

双相钢DP780在高应变速率下的力学本构表征研究

CAE技术已成为整车开发过程中的一种重要手段，准确的CAE 分析需要精确的材料性能数据和本构表征。传 统的金属材料本构模型在表征材料不同应变速率下的力学行为时，仅采用平行或发散的应力- 应变关系。如何通过材料 的本构模型更加准确地表征不同应变速率下的应力- 应变关系，是一个关键问题。对一种新的且能够表征材料的收敛、 发散或平行应力-应变模式的本构模型进行研究，结果表明，新模型能准确地描述双相钢DP780 在高应变速率下的应力- 应变关系，且由新模型得到的双相钢DP780 在高应变速率下的应力- 应变数据精度更高。     

土石混合料K-G模型参数试验研究

为获取土石混合料的物理力学特征,以指导土石混填路基的设计和施工,对土石混合料的本构特征以及如何有效地获取其本构参数进行了研究。采用修正的内勒K-G模型作为土石混合料的非线性弹性本构模型,推导出了切线体变模量Kt和切线剪切模量Gt的线性表达式。采用大型土石混合料三轴试验机,利用图解法确定Kt、Gt线性表达式中各个参数。结果表明:(1)采用修正的内勒K-G模型作为土石混合料的非线性弹性本构模型,力学概念清楚,参数易于测定;(2)采用大型三轴试验方法测定土石混合料的K-G模型参数切实可行;(3)K-G模型中考虑了剪应力对体积变形模量影响的修正,因而K-G模型适用于具有剪缩或剪胀性的土。     

柔性路面基础动态有限元分析

该文综述了前人所作的工作内容,并借鉴了其研究方法。详细论述了动荷载下柔性路面基础动力响应有限元分析,分别介绍了建立路基响应计算模型的步骤、数值模拟计算、有限元模型建立、有限元网格细化研究、材料特性和本构关系及计算结果分析,最后给出了研究结论。     

堆载预压与真空堆载联合预压技术在软基处理中的对比分析

堆载预压和真空堆载联合预压是软基处理中的常用技术,两者均通过荷载作用将土体中的孔隙水排出,使作用于土骨架上的有效应力增加,加速土体沉降固结,以增强其力学性能（变形、强度和稳定性等）。从两种预压方式的力学原理上分析了其异同点,采用非线性有限元方法对两种预压加载模式下软土地基的力学响应做了应力渗流耦合分析计算。着重研究了软基粘土孔隙比、有效应力、超孔隙水压和变形在两种预压模式下的变化规律。研究发现,真空堆载联合预压的加固范围较堆载预压的大,处理深度更深,固结沉降量也更大。真空荷载的施加还可有效地减小软基的水平     

基于Bodner-Partom模型的水泥乳化沥青混合料黏弹塑压实特性

为揭示水泥乳化沥青混合料压实过程中的黏弹塑性变形特性及其变形机理,结合现场路面压路机的施工工艺参数,采用万能试验机压缩试验模拟该混合料的压实过程。针对试验循环荷载力学响应曲线变形特征,引入有效平均应力构建混合料压实变形的Bodner-Partom本构模型。通过对应变-时间的非线性拟合识别出该混合料的B-P模型参数值,进而揭示压实过程中混合料的黏弹塑性动态流变特性及变形机理。试验结果表明：压缩试验可充分反映混合料压实过程中的力学响应变形特性;随着循环荷载次数的增加,混合料塑性和黏塑性变形减小而弹性和黏弹性变形增大。据混合料复压阶段的黏塑性变形规律导出试样空隙率的计算式,进而获得有效平均应力随试样空隙率的变化规律。B-P本构模型分析结果表明：黏性参数η随荷载作用次数的增加而逐渐增大,说明混合料在压实过程中黏性增强;应变率敏感系数n₁基本保持不变,表明压实过程中混合料温度相对稳定;参数值Z,D₀随荷载作用次数的增加分别呈递增、递减的规律,前者显示随着混合料被进一步压实其非弹性变形抵抗力增大,进而导致塑性和黏塑性应变逐渐减小,后者显示塑性应变率减小,表明单次循环荷载下塑性变形占总变形量的比例逐渐减小。B-P模型参数值可准确表征水泥乳化沥青混合料与时间和荷载相关的黏弹塑性流变特性,重构后的B-P本构模型可有效揭示混合料压实过程中的黏弹塑性变形机理,可为深入研究其压实流变性能和路面压实工艺奠定基础。     

沥青路面抗疲劳断裂半刚性基层强度标准研究

为确保水泥稳定碎石（CSG）基层在交通荷载反复作用的情况下不出现疲劳开裂，提出了基于结构与材料一体化控制的CSG材料强度标准的确定方法；研究了CSG基层的力学特性和疲劳特性，建立了力学强度增长模型、力学指标间的关系模型和疲劳方程；推荐了四川省典型沥青路面抗疲劳断裂的CSG基层强度标准。研究发现:CSG的各项强度指标都随养生龄期呈非线性增长，采用骨架密实结构有利于提高CSG的力学强度。提出的力学强度增长方程可以准确预估不同龄期CSG的力学强度；提出了控制疲劳开裂的CSG基层7天无侧限抗压强度标准与7天劈裂强度标准的确定方法，该方法能实现结构与材料一体化设计，可进一步提升CSG基层的疲劳寿命。     

FRP工程结构多尺度不确定性分析研究进展

纤维复合材料(FRP)结构在桥梁工程中的应用日益增多，但其采用复杂的制造工艺导致FRP材料属性及其构成结构性能存在较大的离散性，同时不确定性参数的多层级、非均质和种类多等特点使得其结构可靠性较难准确量化。为推动FRP结构不确定性分析方法和应用研究的进一步发展，从FRP结构不确定性来源、材料力学性能概率预测方法、结构可靠性分析方法3个方面梳理国内外FRP结构不确定性分析方法的研究进展，并探讨其不足和发展趋势。不确定性来源方面，从复合材料制造缺陷分类出发，详细阐述典型制造缺陷的成因、对FRP力学性能的影响及其引起的不确定性。材料力学性能概率预测方法方面，综述了基于均匀化理论的摄动随机有限元法和谱随机有限元法等概率均匀化方法的适用范围，并介绍了上述方法在细观尺度不确定性对宏观力学属性的影响程度和敏感性分析中的应用。结构可靠性分析方面，分别综述了用于FRP结构静力分析、动力分析和屈曲稳定分析的多尺度不确定性分析方法以及可靠性分析方法的研究。研究结果表明：FRP结构显著的几何多层级和复杂的制造工艺不可避免地产生各种缺陷而造成力学性能下降和离散性，采用试验、细观力学模型和均匀化方法并结合随机有限元...     

盾构隧道EPDM橡胶密封垫本构参数试验研究

为合理确定盾构隧道接缝EPDM弹性密封垫橡胶材料的本构模型及其参数,采用CMT4304型微机控制电子万能试验机,进行单轴拉伸试验和单轴压缩试验,并利用ABAQUS有限元分析软件对试验数据进行分析,从模型符合性和材料稳定性2方面进行评价,得出常用硬度EPDM橡胶材料的推荐本构模型及其参数。结果表明:邵尔硬度为45 HA和60 HA的EPDM橡胶,采用Arruda-Boyce或van der Waals本构模型较合适;邵尔硬度为55 HA的EPDM橡胶,采用Arruda-Boyce或Yeoh本构模型较合适;邵尔硬度为65 HA的EPDM橡胶,采用Mooeny-Rivlin本构模型较合适。     

兰渝铁路两水隧道高地应力软岩大变形控制技术

兰渝铁路两水隧道地质条件极为复杂,洞身围岩为千枚岩及炭质千枚岩,属极软岩,受高地应力影响,施工时发生了挤压性大变形,变形和破坏极为严重。以现场测试和理论分析为手段,结合隧道变形特征,探索和研究了适合两水隧道的软岩变形控制技术,并得出以下结论:1)软岩隧道的变形特性及稳定性(塑性区)取决于地应力、围岩的力学特性、开挖断面等,且与围岩的支护条件密切相关;2)通过采用加大预留变形量、加大支护刚度、多重支护,优化施工方法、适时施作二次衬砌等手段有效地控制了大变形,较好地解决了两水隧道高地应力软岩施工问题。在此基础上,提出了软岩隧道大变形分级标准及其对应的支护参数。     

喷射钢纤混凝土支护隧道围岩的施工技术

将钢纤维混凝土与其他混凝土的力学特性和性能进行对比分析,探讨钢纤维混凝土的技术原理;以工程实例为依托,对其施工关键技术作扼要介绍,证明采用喷射钢纤维混凝土支护隧道围岩能改善和提高工程构造物本身的结构参数、受力性能、防水性能、耐久性能、抗腐性能,符合新奥法的要求,具有一次性作为永久衬砌的应用前景。     

岩石损伤破坏过程声发射试验及其能量特征分析

声发射是岩石变形破裂过程中的重要物理现象,也是反映岩石力学特性的一个本构参量.通过三轴应力条件下大尺度岩石损伤破坏声发射试验,得到了3类岩石破坏全过程力学特征和声发射特征.试验中利用高速多通道声发射数字记录系统,获得了岩石试件破坏前微破裂活动的详细时空分布数据.基于试验结果,研究了3类岩石(花岗岩、砂岩、大理岩)压缩变...