课程文献中心 更多>>

关键词： 感性工学   触觉认知   材质  

摘要： 目的 以编织座椅材质为例,探究编织座椅材质触觉感受与用户感性认知的关系,提高编织座椅材质选择与设计的准确性。方法 利用网络爬虫搜集感性词汇及代表性样本图片,基于感性工学分析用户对座椅材质的触觉体验感受,建立编织座椅感性词汇评价体系,采用因子分析法对收集到的感性词汇进行降维、聚类,并使用AHP层次分析法计算出各指标的权重,明确感性词汇与编织座椅之间的关联性。结果 材质触觉对用户感性认知有显著影响,不同材质引发不同情感反应,进而影响用户对产品的评价。结论 将感性工学与AHP层次分析法相结合,能够更科学系统地进行产品的设计和改进,建立材质触觉与用户感性认知之间的对应关系,为编织座椅的设计与优化提供数据支持和科学依据。

关键词： 低年级   编讲故事   构建支架  

摘要： 课程标准要求学生在丰富的语言实践中主动积累、梳理和整合，初步具有良好语感，能够感受美、发现美，并运用语言文字表现美、创造美。在小学低年级编讲故事教学活动中，应指导学生在语文实践活动中加强积累，发展语文核心素养。构建有效支架，由扶到放，有意识培养学生有序想象和语言表达能力，是实现目标的好方法。

关键词： 分形曲线   零密度特性   负等效参数特性   带缺陷声波调控   通风隔声   声隐身  

摘要： 声学超材料因其具有的非常规物理性能,能够实现对声波的超常调控,现已被广泛应用于军事、航空航天与建筑等多个领域。然而,传统的声学超材料往往难以同时满足实际工程中集通风,隔声与声波调控于一体的多功能应用需求。本文则聚焦于盘绕型声学超材料,采用了理论建模、数值仿真与实验验证等多种手段展开系统研究。探讨了盘绕型声学超材料的近零密度特性与负等效参数特性在声波调控、通风隔声中的应用。具体研究内容如下: (1)基于“之”字形曲线设计了一种具有分形特征的盘绕型声学超材料。在近零密度频率点附近,声波能够完全透过刚性散射体进行传输,波阵面不受影响,实现了对声波的高效隐身;通过将所设计分形结构进行特殊阵列排布,实现了声波隧穿和波前整形;在狭缝两端嵌入分形结构实现了声波的高效弯曲传输;最后通过3D打印制备了实验样品,测试具有分形特征的盘绕型声学超材料的透射系数,实验结果与仿真结果一致,证明了所构建模型的准确性。 (2)基于空间卷曲理念构建了一种盘绕型声学超材料。在其近零密度频率点附近,将盘绕型声学超材料单胞按照5×5进行阵列排布,并在其填充区域内嵌入按照1×3排列的普通缺陷。在不改变盘绕型声学超材料几何尺寸与声学参数的前提下,仅通过调整其内部嵌入普通缺陷的体积模量,就能使波导内声波的透射能力覆盖整个0-1范围,实现声波的全反射与全透射,进而实现声波的自由调控。 (3)利用盘绕型声学超材料的负等效参数特性进行了隔声研究。通过调整盘绕型声学超材料单胞排列间距与角度拓宽其隔声频带,实现了宽频带隔声;此外,小幅度的改变波导内各盘绕型声学超材料单胞的平行位移、竖直位移及旋转角度,波导内声波的传递损失系数曲线与未移动前基本一致,说明了盘绕型声学超材料具有较强的隔声鲁棒性;此外,在移动距离限制范围内,利用遗传算法找到了该盘绕型声学超材料多胞排列的最优隔声间距,拓宽其隔声频段;最后采用实验测试了其声传递损失系数,证明了所构建仿真模型的有效性。 综上所述,本文系统研究了盘绕型声学超材料的近零密度特性与负等效参数特性在声波调控与通风隔声方面的应用,在中高频隔声及工业噪声治理等应用场景中展现出潜在的工程价值。

关键词： 平纹编织复合材料   神经网络   失效包络线   疲劳寿命  

摘要： 复合材料因其优异的比强度、比刚度和耐疲劳性,在航空航天、汽车工业等领域的应用日益广泛。然而,平纹编织复合材料在实际工程环境中常面临复杂的多轴载荷工况,导致其多轴静强度和疲劳性能预测十分复杂,现有方法难以精准预测其服役寿命。为了提高预测精度并解决试验数据不足问题,本文开展了以下研究: 进行了平纹编织复合材料管状试件的拉-扭、压-扭多轴静态与疲劳实验,得到了试件多轴静载荷和多轴疲劳下的应力应变数据,明确了扭转载荷对轴向拉伸强度的降低作用,以及适当压缩载荷可增强剪切强度的规律;实验还揭示了拉-扭载荷作用下经纱纤维拉伸断裂和纬纤维剪切拔出的主要失效模式,压-扭载荷则以螺旋裂纹扩展和界面脱粘为主。 基于平纹编织复合材料管状试件的多轴静态载荷试验数据,提出了一种融合物理约束的BP神经网络模型,以准确预测多轴静态失效包络线;模型有效捕捉了材料在不同应力路径下的非线性损伤特性,预测精度显著优于传统的Tsai-Wu失效准则。 针对疲劳试验数据量有限的挑战,基于平纹编织和材料管状试件的多轴疲劳数据,引入循环生成对抗网络(cGAN)进行数据增强,并构建了神经网络多轴疲劳寿命预测模型。结果表明,经过数据增强后的神经网络模型在疲劳寿命预测的准确性、稳定性和泛化能力方面明显优于传统神经网络方法。

关键词： 软材料   柔性仿生结构   切向粘滑行为   Schallamach波   接触界面损伤类型  

摘要： 借助于集成在电子皮肤中的柔性触觉传感器来模拟人类皮肤的多级感知机制,智能机器人已成功实现对物体的识别与感知。然而,由于柔性触觉传感器的复合结构的多样性,使其表面粘附摩擦行为难以预测,这阻碍了电子皮肤在拟人化触觉感知领域的产业化应用。为此,本研究制备了具有光滑表面的薄膜基底系统和具有粗糙表面的微凸起阵列结构,构建了从宏观粘附摩擦行为到细观接触特征再到分子间相互作用的多尺度方法,开展了柔性仿生结构表面粘附摩擦行为研究,揭示了薄膜基底系统和微凸起阵列结构对表面粘附摩擦行为的影响机理。本研究不仅为软材料表面粘附摩擦机理提供了多尺度见解,也为电子皮肤领域中的柔性仿生结构设计提供了普适性参考。 首先,提出了一种通过调节基底结构孔隙率与薄膜材料配比来调控基底刚度与表面粘附性能的方法。结合原位法向接触测试与I型内聚力接触模型,揭示了基底结构孔隙率与薄膜材料配比对具有光滑表面的薄膜基底系统法向粘附行为的影响机理。研究发现,随着基底结构孔隙率的降低,薄膜基底系统的最大法向力逐渐增大,而临界法向接触力基本保持不变;随着薄膜材料配比的增加,薄膜基底系统的临界法向力逐渐增大,而最大法向力则变化不明显。在法向粘附剥离过程中,接触面积的减小可分为两个阶段:Ⅰ阶段主要由结构的弹性恢复主导;Ⅱ阶段则受界面单元刚度退化影响,并伴随着内聚环的形成与应变能的积累。 其次,通过原位切向滑动测试,分析了基底结构孔隙率对具有光滑表面的薄膜基底系统切向粘滑行为的影响规律。构建了混合型内聚力接触模型,从接触界面损伤的角度揭示了Schallamach波的传播机制。研究发现,切向力的波动与接触界面Schallamach波的传播密切相关。当基底孔隙率为83%时,Schallamach波能够实现连续性传播;而当孔隙率降至75%时,由于多孔结构的非均匀性,Schallamach波的传播过程表现出不连续行为,并导致切向力波动表现出非周期性特征。通过对接触界面的混合型损伤分析发现,在Schallamach波传播过程中,裂纹尖端的混合型损伤角度由27°逐渐减小至0°,并在Schallamach波消失时表现出微小波动。 然后,建立了三种表面粘附性能的混合型内聚力接触模型及三种材料交联度的分子间相互作用模型,并采用多尺度分析方法进一步揭示了薄膜材料配比(PDMS材料交联度)对具有光滑表面的薄膜基底系统切向粘滑行为的影响机制。研究发现,当薄膜材料配比为10:1时,切向力波动最为剧烈,接触界面易形成Schallamach波,呈现出显著的粘滑特征;而当配比增大至40:1时,切向力波动明显减弱,Schallamach波几乎消失。随着材料配比的增加,裂纹尖端的扩展模式由混合型损伤逐渐转变为Ⅱ型损伤。法向分离应力与薄膜材料配比呈正相关关系,而切向分离应力与薄膜材料配比呈负相关关系。这说明接触界面的粘附行为与PDMS材料分子层的力学性能的协同作用决定着接触界面的切向粘滑行为。 最后,通过定制的微凸起阵列结构分析了粗糙化表面的在切向粘滑行为,揭示了微凸起结构对具有粗糙表面的软材料切向粘滑行为的调控机制,并获得了其在切向加载过程中的接触力与变形响应的关系。研究发现,微凸起结构的截面形状通过调节其抗弯刚度影响粘滑行为,而加载位移系数则通过改变弯曲程度影响表面微结构的接触状态。微凸起结构的粘滑行为是由伸长-回弹过程造成的,其中伸长过程包含牵引和剥离两个阶段,回弹过程包括滑移和粘附两个阶段。

关键词： 数字化编织技术   现代染织设计   创新发展   实践运用  

摘要： 数字化编织技术依托先进的数字化手段，推动图案设计从传统手绘向计算机精准建模的转变，极大地提高设计效率；其与人工智能（AI）算法、元宇宙虚拟试穿等前沿技术的深度融合，为设计提供海量灵感与精准趋势预测，让更多的创意表达成为现实。在实践运用中，数字化编织技术凭借快速打样、灵活定制等优势，可满足多元市场需求，推动染织产品从同质化迈向个性化、高端化，为现代染织设计注入全新活力，成为产业升级与创新发展的关键驱动力。

关键词： 三维网状编织结构   柔性抗冲击导体   稳态吸能   可拉伸性   导电稳定性  

摘要： 柔性电导体能够为精密电子设备提供稳定的电流支持,保障了设备的工作环境。随着可穿戴设备、智能传感等领域的快速发展,柔性电导体正经历着革新,旨在实现优异的可拉伸性和导电稳定性。然而,柔性电导体常面临着瞬态冲击、高频振动等突发性动态载荷的挑战,如果缺乏稳定、可靠的能量吸收能力,动态载荷所引发的大幅度几何变形和突发性冲击振动将会导致柔性电导体发生结构破坏、力电性能失稳等不良后果。因此,本文基于三维编织增材制造技术和网状结构特征,以液态金属（EGaln）为导电材料,聚四氟乙烯(PTFEelec)为柔性基底材料,制备了一种3D网状编织结构EGaIn@PMA/PTFEelec柔性抗冲击导体,并从结构设计、力学仿真、样品制备、性能测试和实例应用展示等方面对其进行了系统的研究。本文的研究内容如下: （1）通过三维编织增材制造策略,设计出了一种3D网状编织结构,并阐述了具体的设计思路、编织过程和编织结构形态。同时,采用Abaqus软件建立了几何模型和有限元模型,通过仿真分析模拟研究了该3D网状编织结构在单向拉伸载荷作用下的应力应变响应、变形模式及其潜在的失效机制。这不仅为理解3D网状编织结构的力学行为提供了理论依据,还验证了本文结构设计思路的可行性。 （2）以PTFEelec为柔性基底层,以聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯共聚物胶粘剂（PMA）为中间粘合层,以EGaIn为导电层,制备了EGaIn@PMA/PTFEelec导电复合材料(EP2Frf)。为进一步验证结构设计思路的正确性,本文对EGaIn@PMA/PTFEelec导电复合材料的截面结构特征进行了表征分析,以观察实际制备出的结构是否与理论结构一致。同时,搭建了力电实验测试平台,描述了测试方法和测试过程,为后续力电性能测试提供了完善的测试条件。 （3）通过实验测试平台,对3D网状编织结构EGaIn@PMA/PTFEelec柔性抗冲击导体进行了力电性能测试,重点评估了可拉伸性、能量吸收性能、导电性能以及动态载荷条件下电流传输的稳定性等重要性能。测试结果表明,EGaIn@PMA/PTFEelec柔性抗冲击导体具有212±5%的拉伸应变,1200 S cm-1的电导率,1.5±0.2 kJ kg-1的比吸能。同时,本研究还实现了高可拉伸性、高电导率、优异冲击应变不敏感性三者的协同优化与功能集成。

摘要： 毛南族花竹帽编织技艺(国家级非物质文化遗产代表性项目)关于花竹帽,有一个浪漫的传说。几百年前,在河池市环江毛南族自治县下南乡古周村,有个名叫金哥的外地青年,利用当地的金竹和墨竹编了一顶花竹帽,送给一个名叫谭灵英的姑娘遮雨。谭灵英发现那顶帽子不仅秀美玲珑,帽底还编有精美的花纹,不禁赞道:“好漂亮的顶卡花!”“顶卡花”在毛南语里就是“在帽底编织花纹”的意思。