血液-血管耦合特性与脉搏波传播特性的关系
缪馥星, 王晖, 王礼立, 何文明, 陈霞波, 龚文波, 丁圆圆, 浣石, 徐冲, 谢燕青, 卢意成, 沈利君
2020, 40(4): 041101. doi: 10.11883/bzycj-2020-0082
脉搏波既不可简单地理解为可压缩血液流体中的压力纵波,也不可简单地理解为沿固体血管传播的涨缩位移横波,而是超乎普通想象的流-固耦合和纵波-横波耦合的复杂波。从分析耦合本构关系的新途径出发,本文中提出了一个流-固耦合/纵波-横波耦合的串联模型,可为解读“位数形势”中医脉诊提供更丰富的信息。结果表明,脉搏波耦合系统的等效体积压缩模量Ks以及相应的耦合系统脉搏波传播速度cs主要依赖于两个无量纲参数:血液-血管模量比Kb(p)/E(p)和薄壁血管径厚比D(p)/h0,它们因人而异、因人的不同脉搏位置而异。文中定量分析了它们对cs的影响,显示人体的Kb/E值在103数量级,从而cs值在100~101 m/s数量级,以适应人体生理生化反应。由临床有创测量,证实脉搏体积横波与脉搏压力纵波是相耦合地以相同速度传播;还显示脉搏波是在其波阵面上具有氧合生化反应的“生物波”。此外,还讨论了“脉压放大”现象与非线性本构关系和与血管分叉处加载增强反射之间的关系,并讨论了Lewis关于重搏波形成的假设。
关键词: 脉搏波, 中医, 流固耦合, 纵波-横波耦合, 有创动脉压监测, 生物波
聊聊动态塑性和黏塑性
王礼立, 董新龙
2020, 40(3): 031101. doi: 10.11883/bzycj-2020-0024
固体力学研究者致力于具有应力-应变本构关系(以下简称为形变型本构关系)的变形体的力学响应研究,而流体力学研究者致力于具有应力-应变率本构关系(以下简称为流动型本构关系)的流动体的力学响应研究。当涉及结构和材料的动态塑性时,到底应该用“塑性变形”还是“塑性流动”来表示?本文从宏观塑性本构理论和微观位错动力学机理两个角度,分别讨论并指出塑性本构关系属于流动型黏塑性率相关本构关系,且同时适用于加载和卸载;因而不应该用应力-应变图来描述塑性加-卸载过程。弹塑性本构关系则是一种形变型和流动型本构关系的耦合。
关键词: 动态塑性, 塑性变形, 塑性流动, 位错动力学, 黏塑性
基于超高速相机的数字图像相关性全场应变分析在SHTB实验中的应用
申海艇, 蒋招绣, 王贝壳, 李成华, 王礼立, 王永刚
2017, 37(1): 15-20. doi: 10.11883/1001-1455(2017)01-0015-06
基于超高速相机和数字图像相关性全场应变分析方法对传统的分离式Hopkinson拉杆(SHTB)实验系统进行改进,获得尼龙和铝合金材料的动态拉伸应力应变曲线,验证了数字图像相关性全场应变分析在SHTB实验中的有效性。实验结果显示:该方法测量的平均应变与应变片测量结果一致性很好, 而传统的SHTB实验原理计算的应变结果则明显偏大,需要对试件原始标距进行修正后才能获得有效的试件应变,并且在试件的材料和几何尺寸不变的条件下标距修正不依赖于应变率。基于数字图像相关性全场应变测量,讨论了应变均匀性问题:脆性的尼龙试件在标距范围内应变均匀性良好,而韧性的铝合金试件表现出比较严重的应变不均匀性,归因于颈缩变形的影响。
关键词: 固体力学, 动态拉伸, 数字图像相关性分析, SHTB, 尼龙, 铝合金