形變
關(guān)注創(chuàng)建者：Haoan 創(chuàng)建時(shí)間：2019-06-03
形變的視頻教程
熱力耦合三維車削振動(dòng)仿真
第一階段為擠壓過程，刀具從側(cè)面壓入到工件內(nèi)部，此時(shí)工件由于擠壓作用和刀具完全接觸，但尚未產(chǎn)生明顯的溫度升高情況； 第二階段為變形過程，由于工件基體產(chǎn)生了明顯的形變，在形變的作用下材料內(nèi)部溫度升高，熱量由工件傳遞到了刀具基體上，可以看出刀具在沖擊作用下溫度瞬間升高； 第三階段為剪切過程，此時(shí)工件在刀尖的剪切作用下出現(xiàn)材料分離，并且出現(xiàn)明顯的材料大變形情況，導(dǎo)致加工區(qū)域溫度升高； 第四階段為滑移過程
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ABAQUS SPH法 模擬地震作用下罐內(nèi)液體晃動(dòng)產(chǎn)生的流固耦合現(xiàn)象
本案例基于ABAQUS SPH法 模擬在地震加速度下，儲(chǔ)罐內(nèi)部液體晃動(dòng)所造成儲(chǔ)罐表面發(fā)生的形變和位移，主要知識(shí)點(diǎn)包括：儲(chǔ)罐建模、流固耦合SPH法、加速度施加、內(nèi)部液體與儲(chǔ)罐接觸設(shè)置。
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基于Workbench隨機(jī)振動(dòng)PSD仿真案例
第一講：PSD概念和分析流程 第二講；建模 第三講：預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 第四講：PSD多點(diǎn)激勵(lì)載荷加載方法 第五講；后處理:結(jié)構(gòu)應(yīng)力、形變，結(jié)構(gòu)各點(diǎn)應(yīng)力、位移響應(yīng)圖譜。 案例文件和視頻教程在附件里面
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形變的實(shí)例教程
近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院杜學(xué)敏副研究員團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種離子交聯(lián)型水凝膠，首次報(bào)道了通過生物兼容性離子（Na+/Ca2+）觸發(fā)水凝膠可控三維形變，并揭示了其內(nèi)外反轉(zhuǎn)三維可逆形變機(jī)制。相關(guān)研究結(jié)果以論文“Inside-Out 3D Reversible Ion-Triggered Shape-Morphing Hydrogels”（離子觸發(fā)內(nèi)外反轉(zhuǎn)三維可逆形變水凝膠）在Science合作期刊Research上在線發(fā)表（Research, 2019, DOI: 10.1155/2019/6398296）。
【成果簡介】
近年來，仿生可控三維形變材料在組織工程與人工器官等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但傳統(tǒng)材料要么欠缺可控形變能力，要么刺激調(diào)控手段面臨安全性挑戰(zhàn)，由此極大限制了傳統(tǒng)生物材料醫(yī)學(xué)應(yīng)用。如何成功實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)生物材料的可控三維形變，及采用生物相容性手段調(diào)控形變，仍是材料生物學(xué)應(yīng)用面臨的一大難題。
為解決該挑戰(zhàn)，杜學(xué)敏研究團(tuán)隊(duì)基于前期在材料可控形變設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)（Advanced Materials, 2017, 29, 1702231；Advanced Materials Technologies, 2017, 2, 1700120；Advanced Functional Materials, 2018, 28, 1801027），創(chuàng)新性地仿生自然中觸之形變植物的構(gòu)造原理，通過表面定向排列微陣列結(jié)構(gòu)與自上而下的梯度交聯(lián)設(shè)計(jì)結(jié)合，成功實(shí)現(xiàn)鈣離子交聯(lián)的海藻酸鈉水凝膠可控三維形變。將所得螺旋形水凝膠置于0.1 M NaCl溶液中，發(fā)現(xiàn)三維螺旋形會(huì)逐漸變形為二維平面結(jié)構(gòu)，最終結(jié)構(gòu)進(jìn)一步反轉(zhuǎn)形成微通道朝外的反向三維螺旋結(jié)構(gòu)。
展開 形變材料是未來航空領(lǐng)域、微創(chuàng)手術(shù)、組織工程和智能材料等應(yīng)用的核心。然而，基于細(xì)條狀材料本質(zhì)上只能發(fā)生單向彎曲的非均勻致動(dòng)。
法國巴黎狄德羅大學(xué)Beno?t Roman教授課題組, 受生物結(jié)構(gòu)形態(tài)變化的啟發(fā)，實(shí)現(xiàn)了在壓力作用下，介孔結(jié)構(gòu)彈性體圓盤的快速、可控的復(fù)雜形狀變化。該成果以“生物啟發(fā)的氣動(dòng)形變彈性體”為題，發(fā)表在《自然·材料》，文章第一作者為Emmanuel Siéfert。
通過嵌入橡膠圓盤的特殊氣道網(wǎng)絡(luò)，來精確控制其局部應(yīng)變速率和方向，從而克服幾何限制。研究者同時(shí)展示了如何使用理論模型來編程任意三維形狀，并通過一系列構(gòu)型來闡述該技術(shù)的多功能性。
氣動(dòng)形變彈性體具有大的工作載荷、可逆和快速致動(dòng)的優(yōu)勢，使得制動(dòng)器在軟體機(jī)器人的扭轉(zhuǎn)、收縮、膨脹或彎曲等運(yùn)動(dòng)方式上得以發(fā)展。該方法也為形變材料在微創(chuàng)手術(shù)、生物打印、流程優(yōu)化、建筑和智能材料中的應(yīng)用提供了新的思路。
圖文速讀
圖1 致動(dòng)原理。a，氣道內(nèi)壓力變化引起圓盤各向異性膨脹(垂直于氣道的應(yīng)變高于平行于氣道的應(yīng)變)；b，制樣模具；c-d，圓盤致動(dòng)示意圖。
圖2 形變表征。a，樣品的垂直切面示意圖(相對高度Ψ=h/(h + 2e)，氣道密度Φ=d/(d +dw)，d是氣道寬度，dw是壁的寬度，h是氣道的高度，e是覆膜的厚度)；b，在分別固定Ψ值和Φ值后，樣品橫向和縱向應(yīng)變與壓力的關(guān)系曲線；c，施加壓力下，角度α與半徑的關(guān)系示意圖。
展開 近年來，基于阻抗、電容及感應(yīng)電勢等檢測技術(shù)的電子織物傳感器得到了迅猛發(fā)展，但是，這些傳感器的組分之間的機(jī)械性能、電化學(xué)行為差異較大；而且為了保證材料能夠?qū)崿F(xiàn)可重復(fù)的可逆形變，傳感材料通常需要復(fù)雜的制備過程，難以量產(chǎn)化。
為了解決這一問題，科學(xué)家們將光纖整合到織物中以監(jiān)測人體運(yùn)動(dòng)情況。傳統(tǒng)的光纖材料如石英玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯等剛性過強(qiáng)，只能監(jiān)測小范圍的形變。而彈性體、水凝膠等能允許較大形變的材料在量產(chǎn)方面又面臨諸多困難。因此，急需一個(gè)新方法和技術(shù)制備能量產(chǎn)化的、允許較大形變的材料。
麻省理工學(xué)院的Mathias Kolle教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種能量產(chǎn)化的具有優(yōu)異拉伸和彎曲性能的光纖。這種光纖由具有相似機(jī)械性能和不同折光指數(shù)的兩種透明熱塑性彈性體組成，形成殼-包層的結(jié)構(gòu)。同時(shí)利用熱塑性彈性體能夠熔融加工的優(yōu)點(diǎn)，利用一步法共擠出成型得到幾百米長的光纖。與傳統(tǒng)的光纖材料相比，作者制備的光纖材料具有較好的形變能力，能夠承受極大的伸長、彎曲以及壓力形變。這種光化學(xué)的耦合是量化可穿戴織物傳感器機(jī)械刺激的基礎(chǔ)。
為了評估這種光纖的性能，作者將其整合到低成本的電子器件中對幾種人體行為進(jìn)行監(jiān)測：（1）膝蓋的連續(xù)彎曲；（2）手指的運(yùn)動(dòng)；（3）球落在球拍上時(shí)的壓力及位置。
圖1 光纖材料的制備及結(jié)構(gòu)示意圖
圖2 光纖材料的機(jī)械及光學(xué)性能
從圖2可以看出光纖的斷裂伸長率達(dá)到(545±35)%，伸長率在40%和300%之間重復(fù)變化時(shí)，光纖表現(xiàn)出優(yōu)異的彈性行為。在400~850 nm光波范圍內(nèi)，相對于短波，光纖對長波具有更好的透過性，但是其光纖衰減系數(shù)卻比聚甲基丙烯酸甲酯高三個(gè)數(shù)量級。這可能是由核-包層界面存在的顆粒、氣泡以及不均勻的核直徑導(dǎo)致的。為了驗(yàn)證包層結(jié)構(gòu)存在的必要性，作者對比了核-包層結(jié)構(gòu)和只有核材料的光纖的性能。
展開 為此，清華大學(xué)楊忠強(qiáng)副教授課題組制備了一種含有液態(tài)金屬（LM）的電熱響應(yīng)LCE纖維（LM-LCE纖維），兼具快速、大幅度的可逆形變能力，并能以高功密度和高特征功率對外輸出功。
圖1. LM-LCE纖維的制備及其在連續(xù)電刺激下的收縮特性。
該團(tuán)隊(duì)利用滾軸涂覆的方法制備了雙層夾心結(jié)構(gòu)的LM-LCE纖維。LM的導(dǎo)電性賦予LCE電熱響應(yīng)性；其次，LM流體特性降低了對LCE變形的限制，確保LCE可以自由產(chǎn)生大幅度收縮（ΔL/L0 ~ 0.4）。LM-LCE纖維經(jīng)過1000次電循環(huán)后仍保持良好的電熱響應(yīng)性能。
圖2. 電壓值和脈沖時(shí)間對LM-LCE纖維的收縮率和收縮速率的影響。
在利用纖維驅(qū)動(dòng)器作為人工肌肉對外做功時(shí)，希望纖維能提供大的輸出功和高的輸出功率。前者要求纖維產(chǎn)生大的收縮率，而后者則要求高的收縮速率。對熱響應(yīng)的LCE纖維而言，形變率由纖維所達(dá)到的溫度決定，而形變速率由纖維的升溫速率決定。通過電熱效應(yīng)操控LM-LCE纖維形變時(shí)，纖維溫度及升溫速率均可通過改變電刺激的參數(shù)進(jìn)行調(diào)控：通過調(diào)控電壓，LM-LCE纖維在各個(gè)通電時(shí)間下均可以達(dá)到約43%的最大形變率，與人類骨骼肌的最大收縮率（>40%）相近。在15 V，0.1 s的電壓刺激下，纖維的升溫速率達(dá)到最大，約為562 °C·s-1，此時(shí)，纖維的平均形變速率也達(dá)到最大，約為284 %·s-1，是人類骨骼肌收縮速率（>50%·s-1）的5倍以上。
圖3. 模仿人類肱三頭肌的LM-LCE纖維驅(qū)動(dòng)的精確拋球。
展開 形變聚合物材料可將聚合物對于外界的刺激（熱、光、pH和化學(xué)變化等）轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)形狀的改變。通過玻璃化轉(zhuǎn)變、相變、液晶轉(zhuǎn)變、動(dòng)態(tài)共價(jià)化學(xué)和非共價(jià)相互作用等多種形變機(jī)制將所施加的刺激轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的形狀變化。利用這些形變，該類材料可以應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、四維打印、機(jī)器人、光學(xué)元件和人造肌肉等方面。
雖然液晶彈性體和液晶網(wǎng)絡(luò)的刺激響應(yīng)時(shí)間較長，但是其微觀分子排列可以直接轉(zhuǎn)化為宏觀形變，使得它們成為當(dāng)下有望實(shí)現(xiàn)完全可逆變形的材料。為了探究液晶彈性體更為復(fù)雜和可控的形狀變化，美國科羅拉多大學(xué)材料科學(xué)與工程系的Christopher N. Bowman教授課題組開發(fā)了一種光聚合液晶彈性體，可以利用光引發(fā)動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵重組來調(diào)整液晶分子的取向。
研究者利用烯丙基二硫醇、略微過量的介晶二丙烯酸酯（RM82）以及新戊二醇二丙烯酸酯（NPGDA）反應(yīng)，得到含有加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移（AFT）能力的丙烯酸酯封端低聚物，再經(jīng)光聚合成可動(dòng)態(tài)化學(xué)鍵交換的液晶聚合物網(wǎng)絡(luò)。其中NPGDA單體的加入實(shí)現(xiàn)了無定形區(qū)含量的調(diào)控，調(diào)整聚合物清亮點(diǎn)為80℃。
該研究工作的獨(dú)特之處在于，通過控制光處理的時(shí)間將AFT交換過程與熱致液晶行為分開。研究者利用動(dòng)態(tài)機(jī)械性能分析、應(yīng)力-應(yīng)變分析、偏光顯微鏡以及原子力顯微鏡輔助的納米壓印技術(shù)探究了其形變過程。發(fā)現(xiàn)光引發(fā)的AFT反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了，在給定溫度和機(jī)械應(yīng)變下的多次編程和擦除的過程，并通過偏光FT-IR觀察了這些過程中液晶分子的排列。例如，將該聚合物薄膜手動(dòng)折疊并用320至500nm（100mW/ cm2）光照射，加熱時(shí)折疊將打開形成平面狀態(tài)，并在冷卻回室溫后恢復(fù)為折疊狀態(tài)。然而，在沒有光照的情況下，折疊在恢復(fù)扁平面形狀并冷卻后依舊停留在平面狀態(tài)。因此，光反應(yīng)和相變過程共同決定著聚合物的宏觀相變。
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形變的最新內(nèi)容
pinn求解固體力學(xué)問題（強(qiáng)形式）
彈性力學(xué)三類基本方程
平衡方程：該方程也稱動(dòng)量守恒方程或柯西第二運(yùn)動(dòng)定律，其表明物體內(nèi)部應(yīng)力的變化（散度）必須與作用在其上的體力相平衡
張量表示：
幾何方程：描述材料形變與位移之間的關(guān)系
張量表示：
本構(gòu)方程：描述材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
高壓特殊應(yīng)用：
針對加氫站、高壓氣瓶充填、超臨界流體萃取等特殊場景，布瑯軻锳特提供了專門的高壓系列（如HIGH-TECH系列），這些儀表經(jīng)過特殊加固設(shè)計(jì)，最大工作壓力可高達(dá)400 bar甚至700 bar，在這種極端壓力下，普通的流量計(jì)可能會(huì)發(fā)生形變導(dǎo)致測量失效甚至爆裂，而專用高壓儀表則能確保持續(xù)穩(wěn)定的高精度控制。
2.2 宏觀機(jī)械力學(xué)與熔體流變性能對比
在物理機(jī)械性能測試中，兩者展現(xiàn)出了不同的斷裂失效行為與形變特征。
表2：樣品A與樣品B的機(jī)械力學(xué)性能與能量吸收特征對比
樣品
彎曲模量 (MPa)
斷裂伸長率 (%)
斷裂強(qiáng)度 (MPa)
破壞韌性 (MJ/m3)
缺口沖擊強(qiáng)度 (KJ/m2) (-30℃ 低溫環(huán)境)
▲ 圖4：樣品A與B的機(jī)械性能。
我們的生產(chǎn)過程中可能因?yàn)殁伣z太細(xì)難以發(fā)現(xiàn)，雖然可以在通電形變中恢復(fù)，這種現(xiàn)象幾乎可以直接讓鈦絲發(fā)生斷裂。
以上兩種折傷的現(xiàn)象非常具有隱蔽性，在實(shí)際生產(chǎn)過程中我們基本上難以發(fā)覺。鈦絲的折傷現(xiàn)象，類似我們的寬帶光纖光纜一樣，在無法避免的折彎前提下，我們需要保證折彎的幅度。
圖4 光學(xué)斯格明子位移后的電場和磁場分布
總結(jié)
本研究通過六邊形狹縫結(jié)構(gòu)結(jié)合光源相位調(diào)控，成功實(shí)現(xiàn)光學(xué)斯格明子的形貌形變與位置平移，驗(yàn)證了相位調(diào)控對 SPP 場中光學(xué)斯格明子的動(dòng)態(tài)操控有效性。該成果可為磁信息存儲(chǔ)、自旋電子學(xué)等領(lǐng)域的拓?fù)涔庾悠骷邪l(fā)，提供可靠的仿真支撐與技術(shù)參考。
最后，有相關(guān)需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯(lián)絡(luò)。
尺寸測量：用卡尺測量邊框形變、縫隙變化（如折疊屏手機(jī)鉸鏈縫隙增大 0.15mm 即判定異常）。
密封性驗(yàn)證：防水機(jī)型需進(jìn)行氣密性測試，檢測跌落是否導(dǎo)致防水膠圈失效。
2. 功能與性能測試
基礎(chǔ)功能：開機(jī)、關(guān)機(jī)、觸控、顯示、通話、音頻播放、充電、接口連接等，排查死機(jī)、重啟、功能失靈問題。
OCA力學(xué)性能對
Mura的影響
02
PART
OCA作為連接蓋板與顯示面板的關(guān)鍵材料，其力學(xué)性能直接影響模組的應(yīng)力分布與抗形變能力。以下是幾個(gè)關(guān)鍵力學(xué)參數(shù)及其對Mura的影響：
01
彈性模量
彈性模量高的OCA硬度大，吸收應(yīng)變能力差，易將外部形變傳遞至液晶盒。建議在材料測試中關(guān)注其模量值，優(yōu)選低模量（即"軟膠"）類型，以提升應(yīng)力緩沖能力。
應(yīng)力松弛測試能精準(zhǔn)捕捉網(wǎng)絡(luò)鏈段在恒定形變下的重組與流動(dòng)特性，預(yù)測材料在長期服役中的夾持力保持率，防止因應(yīng)力松弛導(dǎo)致的粘接失效。
我司測試獲得的應(yīng)力松弛測試應(yīng)力應(yīng)變曲線
?
我們的專注：為您揭示材料力學(xué)行為的內(nèi)在邏輯
易瑞博科技團(tuán)隊(duì)源于清華大學(xué)在材料力學(xué)領(lǐng)域的深厚積累。
物理按鍵（拍照 / 喚醒）
難點(diǎn)：按鍵微型化（直徑＜3mm）、行程短（＜0.2mm）；鏡殼薄，按壓易形變影響手感；長期按壓易出現(xiàn)卡滯、靈敏度下降
測試核心：觸發(fā)力閾值、行程 - 力曲線、耐久壽命、按壓反饋一致性
3.
不要忽視應(yīng)力處理，沒做時(shí)效處理的鑄鐵平臺(tái)，短期看不出問題，使用半年到一年會(huì)慢慢形變，試驗(yàn)誤差變大。
3. 不要只看面板厚度，內(nèi)部筋板結(jié)構(gòu)、整體鑄造工藝，才是決定平臺(tái)承重和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。
4.
