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文献综述
玻璃制品具有美观、化学稳定性好、耐腐蚀、生产工艺成熟等优点,经过几千年的生产与发展,市面上已经出现了品类繁多的玻璃制品,其中玻璃杯是我们日常生活中最常见到的玻璃制品之一。
但玻璃是一种脆性较大且易损坏的材料,在交通运输与日常使用中经常受到外部碰撞冲击与跌落冲击而破碎。
因此研究玻璃杯在以何种姿势并以多少冲击力受到冲击时会破碎,对于玻璃杯的日常使用与保护有较大意义。
此前已经有大量物体受力分析以及数字模拟的研究[1-20],目前的研究方式主要分为完全由电脑进行数字模拟分析以及实际实验,分析最终数据两种。
玻璃杯在受到坠落冲击时,其自身坠落姿势、坠落高度与不同底板材料对其破碎状况都有巨大影响。
此前已经有研究了玻璃杯杯壁厚度对跌落的影响,外包装对玻璃杯跌落的保护等。
由于实际研究需要消耗大量玻璃杯,因此实验研究不切实际,所以只能采用计算机仿真模拟。
首先对于非脆性材料的研究[15-20],主要是对于人体受力载荷的有限元分析,足部有限元数字模拟研究中[12],建立足部有限元模型并用生物力学测试对模型的有效性进行了验证。
使用三维红外影像捕捉系统的运动学数据作为边界条件的幅值曲线,采用显示求解器模拟了前掌在3种不同触地角度下的落地过程。
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