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力學(xué)測(cè)試中的幾何美學(xué)

更新時(shí)間:2024-08-15點(diǎn)擊次數(shù):830

在數(shù)學(xué)的世界里

幾何學(xué)以其圖形美感著稱

從點(diǎn)、線、面到平面圖形,再到立體圖形

豐富的元素平凡卻又奇妙

它們共同組合在一起

總能變幻出層出不窮的美麗


幾何學(xué)與古希臘建筑(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))




當(dāng)幾何與材料力學(xué)測(cè)試相遇
會(huì)碰撞出怎樣的火花?


點(diǎn)動(dòng)成線,線動(dòng)成面。有一種線條角度是180°,也有一種線條角度是270°,他們有一個(gè)共同的名字:漸開線。


什么是漸開線?在平面上,一條動(dòng)直線(發(fā)生線)沿著一個(gè)固定的圓(基圓)作滾動(dòng)的過程中,此直線上任意一點(diǎn)的軌跡,稱為此基圓的一條漸開線。


力學(xué)測(cè)試中的幾何美學(xué)

(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))


看似簡(jiǎn)單的幾何圖形,卻在機(jī)械設(shè)備中發(fā)揮著重要的作用。


傳統(tǒng)的平推或楔形結(jié)構(gòu)拉伸夾具在測(cè)試高強(qiáng)度線材時(shí),普遍存在由于夾口應(yīng)力高度集中導(dǎo)致線材斷裂在夾口位置或打滑導(dǎo)致測(cè)試無(wú)效的痛點(diǎn)


力學(xué)測(cè)試中的幾何美學(xué)

Instron 繩線夾具設(shè)計(jì)圖


早在1968年,Instron 設(shè)計(jì)工程師就將幾何圖形融入產(chǎn)品設(shè)計(jì),分別在 1kN/2kN 和 5kN/10kN 的繩線夾具上巧妙地設(shè)計(jì)了一種可以提供 180° 和 270° 的夾持轉(zhuǎn)角的漸開弧線,利用漸開線的特殊曲面阻力平滑過渡和摩檫力逐步分散夾持應(yīng)力,有效解決了尤其是特種纖維、簾線、繩帶等拉伸測(cè)試過程中打滑以及斷裂在夾口位置的問題,被眾多標(biāo)準(zhǔn)引用示意并被行業(yè)認(rèn)可。


力學(xué)測(cè)試中的幾何美學(xué)

180°繩線夾具

力學(xué)測(cè)試中的幾何美學(xué)

270°繩線夾具


那么生活中有哪些我們所接觸到的物品會(huì)用到如此富有設(shè)計(jì)感的夾具呢?


01

簾子線用于輪胎、運(yùn)輸帶、傳動(dòng)帶等橡膠制品的骨架,使其能夠承受巨大的壓力、沖擊負(fù)荷和強(qiáng)烈震動(dòng)。需通過力學(xué)測(cè)試,以幫助評(píng)估簾子線的性能,確保其在輪胎等應(yīng)用中具備足夠的強(qiáng)度和耐久性。

力學(xué)測(cè)試中的幾何美學(xué)

(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))

鋼簾線主要用于轎車輪胎、卡車輪胎、工程機(jī)械車輪胎和飛機(jī)輪胎等橡膠制品的骨架材料,以提高輪胎的強(qiáng)度和耐久性。因此拉伸測(cè)試十分必要。

力學(xué)測(cè)試中的幾何美學(xué)

(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))

高強(qiáng)度纖維材料,如聚乙烯纖維 (Dyneema) 或芳綸纖維 (Kevlar)。這些材料具有出色的抗拉特性,能夠在受力時(shí)保持強(qiáng)度,為防dan提供可靠的外圍防護(hù)。


02
03

血管內(nèi)導(dǎo)管是用于診斷或在血管系統(tǒng)內(nèi)提供治療的設(shè)備。導(dǎo)管本身及導(dǎo)管各段連接處需要進(jìn)行峰值拉力測(cè)試。

力學(xué)測(cè)試中的幾何美學(xué)

手術(shù)縫合線的強(qiáng)度必須足以將活體組織固定在一起,且在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持抗拉強(qiáng)度穩(wěn)定,以便身體愈合,因此必須要經(jīng)過嚴(yán)格的拉伸測(cè)試。

力學(xué)測(cè)試中的幾何美學(xué)

(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))


04

力往往象征著剛毅與力量,幾何則是柔美與智慧的代表。Instron 集大成于一身,巧妙利用幾何之美,讓原本就理性和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧W(xué)測(cè)試,更添一份多彩與魅力。


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