摘要：背景:3D打印钛合金多孔结构以其良好的机械性能和生物相容性已经在骨科植入假体设计与临床应用方面得到了快速发展,与涂层假体相比,钛合金骨小梁结构具有骨长入快和骨长入好的优点。为了保证骨科植入物的安全,目前多采用实验方式确定骨小梁结构的拉伸、剪切疲劳和弯曲疲劳强度。目的:通过力学实验和有限元数值模拟方法研究骨小梁多孔结构的力学性能。方法:①3D打印钛合金骨小梁拉伸试件实验:设计并制备3D打印钛合金骨小梁拉伸试件,骨小梁结构的丝径为0.28-0.35mm、孔径为0.71mm、孔隙率为73%。检测钛合金骨小梁结构的拉伸强度,分析其失效机制,同时分析不同打印位置对骨小梁拉伸强度的影响。②数值模拟实验:利用有限元方法建立包括骨小梁理论结构的拉伸试件实体模型,模拟骨小梁试件的拉伸破坏过程。结果与结论:①3D打印钛合金骨小梁拉伸试件的极限载荷分布在39.55-47.11kN之间,等效极限拉伸应力分布在62.79-74.53 MPa之间,拉伸破坏的结果为网状结构断裂,说明钛合金骨小梁具有较高的拉伸强度;②3D打印钛合金骨小梁拉伸试件实验与数值模拟实验均显示,骨小梁试件受到拉伸破坏时的破坏形式为丝径断裂,不会在骨小梁与钛合金实体的结合面发生断裂;③数值模拟实验中骨小梁试件的拉伸破坏载荷低于3D打印钛合金骨小梁拉伸试件,造成该差异的原因主要为:3D打印骨小梁试件的丝径(280-350μm之间)大于骨小梁的理论丝径(142μm),而孔径(孔隙率75%)小于骨小梁的理论孔径(孔隙率96%)。

摘要：基于微机电系统(MEMS)工艺,设计并加工了一种"L"型微弹簧。根据经典材料力学理论进行的分析表明,在微弹簧竖直方向所受10mN力的作用下,微弹簧内部最大应力为88.75MPa,且最大应力位于连接处。有限元仿真表明在同等条件下,微弹簧的最大应力为89.326 MPa,与理论分析吻合。采用Tytron250拉伸实验机进行微弹簧拉伸实验,"L"型微弹簧的断裂位置位于连接处,实验结果验证了理论分析和仿真的正确性。在此基础上,提出增大微弹簧连接处的宽度是提高微弹簧作用可靠性的一条有效途径。

摘要：关于弹簧弹力与弹簧形变量关系的探讨,中学教材给出实验方案,但未设计具体实验器材.笔者基于教材提供的实验方案结合教师传统教学采用的实验方法,设计出拉伸实验和压缩实验,对传统实验进行了改进和创新.改进后的实验器材操作简单、携带方便,利于开展演示和分组实验,教学过程中起到良好效果.

摘要：采用Nd:YAG激光对井下作业光纤传感器的SUS304不锈钢外壳进行了焊接。为改进传感器不锈钢外壳封装工艺,满足井下作业环境对传感器不锈钢外壳较高的强度和较好密封性要求,采用正交实验设计方法优化了激光焊接的工艺参数并比较了优化效果。优化的激光焊接参数为电流180A,脉宽3ms,频率30Hz,扫描速度10mm/s。对焊接接头进行了拉伸强度测试、断口分析、金相组织分析、显微硬度分析。结果表明:优化参数的焊接试样质量明显好于未优化参数的试样,其抗拉强度为767.5N/mm^2,达到基材抗拉强度的96%,拉伸断裂机制为韧性断裂;焊缝组织没有出现气孔、裂纹等缺陷;焊缝硬度与基材相当,硬度范围为HV_(0.3)230～250。

摘要：研究了东方龙虱鞘翅的拓扑结构及其鞘翅生物材料的力学性能.SEM观测表明鞘翅横向截面和纵向截面结构相同,是一种具"桥墩"状连接的空腔轻质结构,由致密的黑色外表皮层和其下数十层几丁质纤维层平行、螺旋交织构成的内表皮层组成;纳米压痕仪测得新鲜鞘翅外侧区域的硬度和弹性模量分别为0.31和6.13GPa;拉伸实验得到新鲜鞘翅横向和纵向的强度极限分别为169.2和194.5MPa;干燥鞘翅对应的强度极限为85.38和90.91MPa,新鲜鞘翅的强度是干燥鞘翅值的2倍;结果表明甲虫鞘翅是一种力学性能呈现拓扑分布规律的轻质生物复合材料,该研究为航空航天材料的轻质结构的设计提供了生物学的参考.

摘要：在工业生产制造过程中,为了提高工件的搬运效率和降低工件的搬运成本,需要大量使用自动化生产线。在自动化生产线中真空吸盘具有非常广泛的应用。目前的真空吸盘具有吸附能力和适应能力差等一系列问题,为了解决这些问题,研发了一款新的真空吸盘,不仅可以吸附表面粗糙比较大的工件,而且还可以起吊重量比较大的工件。通过使用Workbench软件对它的结构进行静力学分析和优化设计,并通过拉伸实验测试它的吸附性能。

摘要：为了获得变形镁合金AZ31、AZ61和AZ91板材的基本力学性能和成形性能,自行设计了在线加热系统,在加热温度175～400℃和应变速率为10-3、10-2、10-1 s-1的条件下,对三种镁合金板进行拉伸实验,研究材料的屈强比、成形温度和应变速率等对成形性能的影响,并且对三种镁合金成形性能进行了对比。该研究可以用于指导变形镁合金板成形生产,为优化镁合金成形工艺提供依据。

摘要：复合材料船体结构主要由加筋板架构成,其强度设计的核心问题之一在于定量计算复合材料加筋板面内刚度。为此,首先基于纵向和横向拉伸变形,利用变形协调和卡氏定理给出了复合材料帽型加筋层合板面内刚度的解析表达式;然后,开展了复合材料帽型加筋层合板纵向和横向拉伸实验,实测板的应变并与等效刚度对应的解析解进行比较;最后,用ABAQUS有限元软件计算复合材料帽型加筋板的应变和变形,折算出面内刚度。研究结果表明:解析解、数值解及实验值三者很接近,验证了等效面内刚度解析解的正确性,为复合材料帽型加筋板强度设计奠定了一定的理论基础。

摘要：半空心铆钉自冲铆接工艺是一种不需要预先钻孔而连接板料的新型连接工艺,铆钉管脚参数的差异对铆接强度有很大的影响。以铆钉管脚尖部与外径的距离d为参数,设计不同的铆钉,加工后进行铆接试验。铆接后的试样切开后观察剖面形状,并且对试样进行拉伸和撕开实验进行强度测试,以此研究不同的d值参数对铆接强度的影响。实验表明参数d值为0.2mm时,底切量的值最大,试样铆接强度达到最佳。通过比较d值不同的实验试样在小位移处承受的载荷,发现拉伸试样和撕开试样在小位移处承受的载荷按大小排序与试样最大承受载荷的排序不一致。

摘要：为了研究模外装饰鼠标外壳贴膜工艺,对PMMA塑料板材进行高温单向拉伸实验,计算出DSGZ黏弹性本构模型系数,并将DSGZ模型的预测曲线与其实验数据进行对比分析。采用弹性预测-径向回映算法设计编写了DSGZ黏弹性本构模型的ABAQUS用户材料子程序,然后基于OMD工艺原理,对鼠标外壳OMD贴膜的工艺成型过程进行仿真分析,得到了成型后薄膜的厚度分布及其在X、Y方向上的变形量。