動態力學
關注創建者：匿名 創建時間：2022-09-27
動態力學的視頻教程
SHPB動態壓縮仿真的三維建模以及數據后處理教學
對SHPB動態壓縮實驗的理論基礎進行了系統的講解，建立了仿真的整體三維模型，并且使用lsdyna軟件對目前我們用的撞擊桿加載以及波形加載整個過程進行了模擬，通過LSPP對有限元模擬的結果進行了后處理，通過二次開發的SHPB數據處理軟件對提取出的原始數據進行處理，最終得到了試樣的部分動態力學性能參數，后續還會對處理得到的結果進行更深層次的分析。
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基于Lsdyna的SHPB動態壓縮二維軸對稱模型有限元仿真以及數據處理
? ?對SHPB動態壓縮實驗的理論基礎進行了系統的講解，并且使用lsdyna軟件對整個實驗過程進行了模擬，為了節約時間成本提高模擬結果的準確性，采用二維軸對稱建模，通過LSPP對有限元模擬的結果進行了后處理，通過二波法對提取出的原始數據進行處理，最終得到了試樣的部分動態力學性能參數，后續還會對處理得到的結果進行更深層次的分析。
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基于Lsdyna的金屬切削過程仿真教學
采用Lsdyna軟件對刀具切削金屬的動態切削過程進行有限元模擬,在LSPP中對仿真結果進行后處理，提取出切屑形狀、切削力、工件切削變形等信息，在切削仿真過程中為了保證與實際切削過程的一致性，采用J-C本構模型對工件的動態力學行為進行描述，參數如下，本文所用參數由實驗結果標定而來，成果已經發表在核心期刊中。附件中提供完整K文件供參考。
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動態力學的實例教程
在航空、航天、汽車、運輸、包裝及其它軍事和民用領域中，工程材料可能會遇到像高速碰撞、爆炸這樣的沖擊加載情況，了解材料在沖擊加載下的力學響應，有助于各類材料的工程應用和工程設計。
對于材料來說，其在動載下的力學性能和在靜載下的力學性能是不同的。與準靜態實驗相比，進行高應變率下的動態實驗，依然是一個不小的挑戰。霍普金森拉伸實驗，對于有效并精確地獲取材料的應變率相關的應力-應變曲線，是非常好的動態實驗方式。
霍普金森桿（Hopkinson bar）是1993年公布的力學名詞。
是一種用于力學、工程與技術科學基礎學科、材料科學、機械工程領域的物理性能測試儀器。
展開 目前工程材料的工作環境往往涉及到爆炸、高速沖擊、切削、高溫、高應變率等極端條件，此時材料的動態力學性能是人們非常關心的一個重要問題。這類載荷作用時間一般較短(微秒乃至納秒)、沖擊強度高,足以引起大變形乃至破壞，所以研究材料在沖擊載荷作用下的力學性能具有重要的工程意義。
一般情況下材料的準靜態的應變率在10-5~10-2 s-1之間，其動態沖擊的高應變率往往在102 ~104 s-1之間，甚至會達到106 s-1(應變率即應變變化的速率，指單位時間產生的應變)。一般材料在準靜態和沖擊載荷下的力學性能存在著較大的差異，即應變率相關性，隨著應變率的增加，慣性效應與研究對象的物理性能（應變率效應）分離開來。下表為各種加載方式所能滿足的加載應變率范圍以及對應力波的影響。
目前，在高應變率沖擊測試中，人們普遍使用的是Hopkinson(霍普金森)桿，霍普金森裝置，英文簡稱 SHP(T)B，應變率范圍 102～104。
SHPB實驗裝置圖
SHPB 實驗的基本原理建立在二個基本假定的基礎上，即一維假定(又稱平面假定)和應力均勻假定。一維假定認為應力波在細長桿的傳播過程中，彈性桿中的每個橫截面始終保持為平面狀態；應力均勻假定認為應力波在試件中反復 2～3個來回，試件中的應力處處相等。由此可利用一維應力式中 C0、A、E、A0、L 分別為彈性桿的波速、橫截面積、彈性模量、試件的橫截面積及原始長度．由此得到試件的動態應力、應變、應變率隨時間變化趨勢，進而在時間尺度上得出三者之間的對應關系。
展開 因此所得到的兩種主客體水凝膠（分別由CD-ADA和CD-CA結合體交聯）雖然表現出相近的靜態力學特征（如溶脹行為，儲能模量等），但同時展現迥異的動態力學特征（損耗模量），證明由CD-ADA交聯的水凝膠具有更高的動態性質。至關重要的是，在CD-ADA為交聯水凝膠中，干細胞表現出不同尋常的超快三維星狀鋪展（封裝后18小時）。而在CD-ADA為交聯水凝膠中，干細胞的三維鋪展則顯著較慢。這個發現表明主客體超分子水凝膠所含可逆交聯的動力學常數對封裝在水凝膠三維網絡中的干細胞的發育行為有著重要的調控作用。
圖1. 動態超分子水凝膠的構建及其力學性質和細胞鋪展行為。
進一步研究發現，由CD-ADA交聯的具有更高網絡動態性質的水凝膠，除加快細胞三維鋪展行外，還顯著增強干細胞在三維動態水凝膠中的機械力信號轉導，提高了細胞力學傳感轉錄因子YAP的細胞核轉運。通過計算機模擬（分子動力MD，動力學蒙特卡洛算法KMC），該研究也證實了動態水凝膠交聯動力學常數對細胞力學與三維鋪展的影響（圖2）。
圖2. 計算機模擬水凝膠中的動態交聯作用及其在細胞力學作用下的可逆絡合。
此外，該研究也發現，細胞對于動態水凝膠的生物物理動力學特征的感知與反應，也取決于生物大分子網絡結構的細胞黏附特征。只有當RGD通過共價鍵修飾的方式連接于水凝膠網絡中時，細胞的三維鋪展才會顯著受動態交聯性質的影響。而當RGD通過非共價的方式連接于水凝膠網絡中時，細胞則無法感知網絡的動態特性以進行快速三維鋪展（圖3）。
圖3.
展開 流體力學是浪花、爆炸、氣泡、漣漪、云朵和水流等事物的科學。不難理解1967年時，《流體力學雜志》(Journal of Fluid Mechanics)的編輯宣稱自己刊物的宗旨就是要“上相”，他們的“自戀”并不是沒有道理。時至今日，這種“自戀”的風氣依然不減。也正因為如此，在2014年美國物理學會流體力學分會的年度會議上，一項“年度最美科學”的視頻競賽成為了中心議題。此次會議的時間是11月23日到25日，共收到了近100份視頻作品。這些作品涉及的內容五花八門，從日常生活中的各種情景，如小狗喝水、晃動的啤酒和動蕩的云層等，到各種神奇的實驗嘗試。
在任何流體力學研究中，可視化都是十分重要的部分，而且具有與數學證據一樣的地位。科學家鼓勵這一領域的學生選擇有關數據可視化的課程，但絕大部分的訓練都來自實際工作。流體動力學家不可避免地要學會操作高速攝像機，調節光線，利用各種化學反應來獲得最佳的視覺效果。下面讓我們看看一些獲獎作品：
米爾頓·范·戴克獎作品，顯示了一個人吹滅火柴時的氣息流動
米爾頓·范·戴克獎作品，顯示了激光光束擊碎墨滴時的情形
實驗室中制造的翻滾的云，可以看到在面板上凝結的呈六邊形的密集水滴。
電燈泡破碎的瞬間
米爾頓·范·戴克獎作品，液滴振動時的情景
“流體運動圖集”獎的獲獎作品，顯示了飛濺的水花
“流體運動圖集”獎的獲獎作品，顯示了氣泡塌縮時的情形
小狗在喝水的時候會把舌頭向后卷起，像湯匙一樣把水撈進嘴里
展開 圖4 動態剪切失效過程中的典型事件發生時刻
作者簡介
西工大郭亞洲副教授為本文第一作者，北理工陳浩森副教授、西工大李玉龍教授、北理工方岱寧院士為本文共同通訊作者。西工大阮啟超碩士和北理工朱盛鑫博士參與實驗工作。參與該工作的還有西工大陸佳南碩士生、胡博博士生、吳習徽碩士生和北卡羅來納大學夏洛特分校魏秋明教授。
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動態力學的最新內容
沃華慧通構建 “動態力學 - 體壓分布 - 振動響應” 三模態耦合測試體系，破解行業 “硬則耐用但硌人、軟則舒適但易塌” 的悖論。
01
動態力學性能測試（DMA）
通過施加小幅振蕩載荷，精準測量材料在不同頻率、溫度與應變幅值下的動態模量與阻尼。這是評估產品動態剛度、振動傳遞與生熱潛力的關鍵。
測試內容：測量儲能模量（E'）、損耗模量（E''） 及損耗因子（tanδ） 隨頻率、溫度與應變的變化譜圖。
PART
為系統性降低Mura發生率，建議在OCA選型階段引入以下力學測試與仿真分析項目：
單軸拉伸測試
獲取彈性模量、拉伸強度、斷裂伸長率等關鍵參數，評估OCA在貼合過程中的抗形變能力；
平面剪切測試
測量OCA的剪切模量，分析其在界面應力下的抗錯動性能；
應力松弛測試
考察OCA在固定應變下應力隨時間衰減的行為，預測其在長期貼合狀態下的應力保持能力；
動態力學分析
動態步態與全身力學測試系統
核心能力：集成高速運動捕捉系統（亞毫米級精度，200Hz 采樣頻率）、三維測力臺（壓力中心誤差≤0.5mm）、多關節力傳感器陣列，可精準還原平地行走、上下樓梯、越障等 100 + 種真實步態。
2.
img.jishulink.com/202603/attachment/1e2906840dab45bcaad369d33bd7a9ca.jpg"></figure></figure><p><br></p><p><strong>3.3 座椅力學測試軟件系統</strong></p><p>沃華慧通已獲得多項軟件著作權，包括<strong>“座椅力學測試系統”</strong>和<strong>“座椅力學動態測試系統
咨詢電話：020-66221668
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全文速讀：
在不同應變速率下對鑄鐵和鑄鋁圓棒試樣進行了單軸高速拉伸試驗，研究了它們的動態力學性能及斷裂情況，分析了相關因素對試驗的影響。結果表明：測試應變、應力的方法，試樣標距長度及夾持端長度等對試驗準確性和曲線振蕩程度有較大影響；使用比剛度和比強度高的夾具、短標距試樣、應變片測試應力、兩臺相機測試應變、適當增加夾持端長度可以提高試驗結果的準確性。
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參考測試條件
以下為PCB、IC 半導體以及相關材料有關于PCT（蒸汽鍋測試）的相關測試條件：
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圖1 消費電子產品
聚碳酸酯（PC）及其復合材料因其優異的綜合性能，已成為高端電子產品外殼的首選材料。然而，該復合材料在服役時極易受到較強的沖擊載荷，因此，掌握纖維增強 PC 復合材料在寬應變率范圍內的力學行為特征和失效機理顯得尤為重要
