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[期刊] 林业科学
[作者]
张杨 马岩
【目的】研究微米木纤维医用颈椎夹板的力学性能,模拟颈椎夹板受到外力时的力学数值,分析其是否可以满足人体使用强度要求。【内容】选择直径为16μm的红松木纤维制备试验试样,对木纤维板进行三点弯曲力学性能测试,并运用扫描电镜(SEM)对其微观结构进行表征。利用ABAQUS程序对微米木纤维颈锥夹板进行压缩和冲击性能的模拟,并对其模拟结果进行分析。【结果】微米木纤维颈锥夹板沿上颈长度对应曲面由内向外压缩,后片的承载能力略高于前片;沿侧曲面由外向内压缩的抗压能力高于沿上颈长度对应曲面由内向外压缩的抗压能力。通过选用不
关键词：
微米木纤维 颈托 有限元 力学性能
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张杨 马岩
阐述了微米木纤维作为一种木材加工材料,具有一定生物医用材料的特性。分析了微米木纤维颈椎夹板在医用上的相容性。通过对小兴安岭红松制备木纤维试样的SEM照片观察,发现木纤维材料的多孔结构与人体皮肤有很好的相容性,可提高颈椎夹板的弹性和韧性。在相容性控制上,根据不同密度的木纤维在一定气流作用下产生的压力,可计算出材料的透气率;而对木纤维材料标准重量的计算,可使颈椎夹板的重量满足医用的使用要求。实验得出:根据试样的微观组织分析以及参数的计算,在微米木纤维颈椎夹板模压时控制其模压密度,以达到其与人体皮肤的相容性。
关键词：
微米木纤维 颈椎夹板 相容性构成 计算
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张杨 马岩
为制备出在强度上满足医用条件的颈椎夹板,以微米级的木纤维为材料,通过对密度0.439 g/cm3、含水率12%~15%的毛白杨进行微观组织观察,发现木材内部呈现稳定的蜂窝状单向多孔结构,用其切削出平均厚度为52 mm的木纤维,具有良好的韧性和强度,经过模压可用于制造医用颈椎夹板。对木纤维不同铺装状态下的弹性模量进行计算,得出了在模压过程中纤维尺寸、密度、压缩量、施胶量、胶合程度等因素都会对夹板弹性模量产生一定的影响。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
廖飞宇
在确定了不锈钢与核心混凝土的材料本构模型、单元类型以及界面接触模型的基础上,根据构件的几何和材料非线性,建立了圆不锈钢管混凝土轴压构件的有限元模型.算例分析结果表明,有限元计算和试验结果总体上吻合良好.利用有限元模型,比较了不锈钢管混凝土和普通钢管混凝土轴压构件的荷载-变形关系曲线.
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
李永进 廖飞宇
采用有限元法建立了长期荷载作用下钢管混凝土偏压柱的分析模型,并通过试验验证;对考虑长期荷载影响的钢管混凝土偏压柱的荷载-变形全过程曲线以及钢管与核心混凝土之间相互作用等力学性能进行了分析,并与不考虑长期荷载影响的钢管混凝土柱力学性能进行了比较.结果表明:长期荷载作用下钢管混凝土偏压柱的承载力降低且对应的跨中挠度增大;同时延缓了钢管与核心混凝土之间的相互作用.
[期刊] 水产学报
[作者]
马骏驰 袁军亭 宋利明
掌握金枪鱼延绳钓钓钩的应力、变形等力学性能有利于改进钓钩设计和正确选用材料。实验针对生产实际中常用的2种钓钩(环形钩和圆形钩)进行三维实体建模,利用ANSYS软件对其进行有限元分析,获得钓钩的等效应力、变形的分布模式和可能的破坏条件及形式;由同尺寸和同结构钓钩的拉伸实验结果验证了数值分析得到的最大应力和变形结果,并根据数值分析的结果对钓钩进行了结构优化分析。结果显示:(1)同规格环形钩的抗拉强度优于圆形钩15.80%~29.40%,环形钩X、Y轴最大变形率比圆形钩分别小3.00%和0.21%;(2)钓钩的主要受力区域在后弯处(承受83.00%~86.00%的应力),轴头孔下端存在应力集中;(3...
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
魏鲲鹏 戴兴建 邵宗义
飞轮存储动能正比于其转动惯量和角速度平方,使用碳纤维复合材料可有效提高转子线速度,而通过波纹管连接圆筒的多节式飞轮转子设计,不仅便于增大转动惯量,而且考虑到波纹管弯曲刚度对转子固有频率的影响,可实现在较低转速下过临界,增大工作转速范围。该文针对渐变铺层的碳纤维波纹管,通过轴向施力法测量其静态弯曲刚度,建立对应的有限元模型,计算不同载荷下线性和考虑几何非线性的弯曲刚度,并模拟不同下铺层的弯曲刚度。研究结果表明:波纹管弯曲刚度与载荷是非线性关系,载荷较大时测量值与理论值数量级一致,弯曲刚度随铺层数增多、轴向铺层比增加而增大,且受铺层次序影响。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
王京 高连兴 刘志侠 杨德旭 张涛
为深入研究花生米的力学特性，从机理上解决花生脱壳机械加工过程中的花生米破损伤问题，选取辽宁省主栽花生品种大白沙、黑花生、两粒红和小白沙为研究对象，使用万能物料试验机进行花生米静压力学特性试验，分析不同含水率（４％、１４％、２１％和３２％）、不同放置方式（正放、侧放和立放）下各品种花生米的破损形式、破损力、变形量及压缩功的变化情况，并使用有限元法，对花生米组织内部的应力和应变情况进行建模分析。结果表明：花生米的损伤形式与含水率有关，含水率为４％时，不同放置方式下花生米内部损伤均大于５０％；含水率为３２％时，不同放置方式下花生米内部损伤均小于２０％；在５％的显著性水平下，花生米的含水率和放置方式对．．．
关键词：
花生米 力学特性 破损力 有限元
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张杨 马岩
以薄木层积材木质材料替代国内外广泛采用的塑料与石膏来制作颈椎夹板,具有环保、绿色、与人体皮肤相容性好等优点,是利用可再生资源替代化石类资源的尝试。叙述了建立薄木层积材颈椎夹板空间曲面的通用数学模型,利用模型参数驱动的通用性,直接由模型方程输入人体颈部相关尺寸参数,即可获得不同人群所需的加工尺寸。实现薄木层积材在模压机床上的曲面加工,可以保证造型的美观和降低生产成本。通过VC++6.0对薄木层积材颈椎夹板造型进行仿真验证,结果表明:所建立的数学模型具有良好的精确性、通用性和实用性,为薄木层积材颈椎夹板加工系统的开发奠定理论基础。
[期刊] 林业科学
[作者]
鲍春雨 刘晋浩
利用横断面的CT数据建立具有高度几何材料相似性的用油锯伐木作业时伐木工腰椎节段L4-L5的三维有限元模型,分析伐木作业时伐木工弯腰和直立状态椎体、椎间盘和小关节的受力变化。通过本研究建立的L4-L5腰椎模型进行有限元分析,结果发现:伐木工伐木作业前屈时,椎间盘所受应力主要集中在外层纤维的中后部,在后部更为明显;椎体应力值高于其下方髓核应力值,邻近椎体终板应力明显高于其他部位,应力分布在皮质骨椎弓周围及邻近终板的地方,椎体后部结构应力集中在小关节上下关节突与椎弓根等位置;伐木工处于中立位时,椎间盘所受应力主要集中在纤维环后外侧;最大应力产生的部位有椎体松质骨临近终板的中央部位、椎体前方及前下方,...
[期刊] 林业科学
[作者]
张杨 马岩 杨春梅
采用现代颈椎夹板设计理论,从微观结构研究薄木层积材特性,构造新型薄木层积材颈椎夹板。文中给出模压颈椎夹板的薄木最优尺寸,求出其理论弹性模量,给出对强度产生影响的相关系数,并推导出这些系数和薄木层积材颈椎夹板的弹性模量之间定量的数学关系和力学表达式,为颈椎夹板复合弹性力学的微观力学理论提供基础,并给出试验证明。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李成志 梁宗敏 剧锦三
为了给空间索杆单元杂交结构的温室提供设计依据,以异形结构温室为例,利用大型有限元分析软件ANSYS10.0对该温室结构进行了静力线性有限元分析。计算得到3种荷载工况下结构主要构件的应力和最大挠度值:上弦杆σmax=170 MPa,ωmax=26 mm;下弦杆σmax=42.5 MPa,ωmax=20 mm;立柱σmax=29.3 MPa,ωmax=20mm;环梁σmax=55.3 MPa,ωmax=20 mm;檩条σmax=72.6 MPa,ωmax=26 mm。应力和变形结果均满足结构强度要求。该有限元分析方法可以推广到类似的温室结构的空间索杆单元杂交结构。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张也 徐飞扬 杨鸿达 孟鑫淼 高颖
【目的】用钢材替代工字型木梁的腹板部分以解决纯木梁腹板易剪切破坏、抗弯刚度低的问题,有助于减小构件尺寸,增加其在大跨度建筑中的应用。【方法】在H型钢上下翼缘各覆一层木材并使用螺栓连接制备组合梁。对11根组合梁开展三点弯曲试验,研究螺栓间距、剪跨比对组合梁破坏模式、刚度和承载力的影响。通过4个推出试验研究钢木界面滑移对组合梁性能的影响。【结果】钢木组合梁的抗弯刚度比相同截面尺寸的矩形木梁提高了201%;H型钢在集中荷载作用下易发生上翼缘的局部屈曲,剪跨比为2时,试件出现脆性破坏特征,破坏始于上层木材,随着剪跨比增大,试件由脆性破坏转变为延性破坏,木材最先破坏位置由上层木材转变为下层木材;剪跨比增大时,组合梁抗弯刚度减小,延性系数增大,峰值荷载下降了15%以上;螺栓间距增大时,组合梁抗弯刚度增大,延性系数减小,峰值荷载上升了15%以上。考虑钢木界面滑移的屈服承载力和跨中挠度的计算公式具有较高的准确性,所得计算值与试验值误差基本在10%以内;由材性试验获取材性参数,在此基础上使用ABAQUS软件建立考虑钢木界面滑移的有限元模型,模拟结果较为准确,组合梁抗弯刚度和屈服荷载的模拟值与试验值误差基本在10%以内。【结论】钢材用作腹板部分可以显著提高梁的抗弯刚度,并防止腹板剪切破坏;考虑界面滑移后,组合梁抗弯性能的理论计算和有限元模拟结果均较为准确。
[期刊] 林业科学
[作者]
马岩 杨春梅
对传统纤维加工的功耗进行分析,将细胞学、超精加工理论、纤维学等一系列现代分析手段运用到木纤维的形成过程中,提出微米长薄片木纤维切削的概念,从而将微米长薄片木纤维的研究上升到微观结构,并通过对纤维形状的产生和切削力变化的分析,解释传统木纤维加工消耗的能源高、产生纤维质量差的本质原因。示例对微米长薄片木纤维的加工功率进行计算,将其与传统加工方法的功率进行对比,得出结论:以微米级机械法加工木纤维耗能远远低于热磨法,且可以加工出质量较高的微米级长丝木纤维。
关键词：
切削 微米 木纤维 功率 理论计算
[期刊] 林业科学
[作者]
马岩
采用人造板微观力学和木材细胞学理论 ,提出了一种利用定向重组微米木纤维技术形成超高强度人造板的细胞裂解理论和强度参数预测方法。应用提出的理论 ,可以根据纤维、木质素、细胞直径和排列的程度 ,建立理想状态下微米重组高强度定向纤维板木纤维细胞在定向重组微米技术形成超高强度人造板的细胞裂解理论 ,为人造板力学运用数学手段深入到细胞结构研究的深度提供了一种新的理论和方法。
关键词：
细胞 纤维 重组 高强度 纤维板
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