3D打印鞋底结构在行走状态下的摩擦力学性能分析

摘要:随着3D打印技术的快速发展,鞋底结构的定制化设计成为提升运动性能与舒适度的关键。然而,目前针对3D打印鞋底在不同运动环境下的摩擦力学性能研究仍存在不足,特别是鞋底花纹结构与路面条件的交互作用机制仍需进一步研究。本研究旨在通过有限元分析方法,分析行走状态下3D打印鞋底结构的摩擦力学性能,重点探究路面条件及花纹结构对橡胶摩擦性能的影响机制,并分析不同工况下鞋中底变形模式与大底摩擦性能的演变规律,为3D打印鞋底的个性化设计提供理论依据。研究结果表明:在恒定外荷载及接触面积条件下,随着路面摩擦系数的增加、挤压接触边的增加及侧向接触边的减少,摩擦作用诱发橡胶的接触边逐渐出现扭转弯曲,有效提升摩擦力,但减少摩擦相对接触面积;随着橡胶接触面积的增加,摩擦力显著提高,相对接触面积明显减少;前掌结构主要提供吸能减震,足弓结构主要连接前掌与足跟,足跟结构主要提供支撑强度。研究成果为3D打印鞋底的功能性设计提供了参考,特别是为不同运动场景下的鞋底花纹优化、材料分布和结构刚度匹配提供了理论支撑。

碳纳米管柔性应变传感器在智能纺织品中的应用

摘要:智能纺织品不仅拥有日常穿着的所需功能,而且兼具智能性,柔性纺织材料的选择是当前纺织材料研究的重点。在柔性材料中,碳材料是制备柔性应变传感器的理想材料之一。以碳纳米管为柔性材料制备的柔性应变传感器在智能纺织品中的应用为研究内容,从碳纳米管的结构组成、性质及其应用等方面,介绍碳纳米管柔性应变传感器的研究现状;从材料选择、制备方法、性能测试及应用等方面,阐述以碳纳米管纤维和碳纳米管薄膜为柔性材料制备的柔性应变传感器的特性和功能;从制备难点、生产成本、实际应用效果等方面,对碳纳米管柔性应变传感器的优缺点进行评述。研究认为,在大应变下具有高灵敏度将是今后碳纳米管柔性应变传感器研究的方向。

超疏水表面在柔性可穿戴器件上的应用研究进展

摘要:柔性可穿戴电子器件因其轻薄便携、集成度高以及保形性好等特点在医疗保健、运动跟踪及环境监测等领域获得广泛关注。然而,特殊的使用环境使得其长期稳定性受到外界环境及受试者体表分泌物等复杂水合环境的挑战。超疏水表面因其特殊的防水、自清洁、抗腐蚀、抗菌等功能,为可穿戴电子器件及其供能设备的性能提升及延寿提供了新契机。简述了柔性可穿戴电子器件的研究进展;揭示了超疏水表面的主要原理和影响因素;汇总了超疏水表面的主要制备方法及其各自优缺点;简述了超疏水表面在可穿戴传感器、能量转化器件及储能器件方面的应用;指出高机械稳定性、良好的环境耐久性以及高透光率是未来超疏水表面在可穿戴器件上实现应用与发展的重点与难点。

门窗五金件镀层腐蚀失效分析和解决

摘要:针对某门窗五金组合件表面镀层达不到中性盐雾试验要求的问题,通过分析故障特征和试验验证,得出主要原因为镀Zn–Fe 合金的锌合金固定座与镀Zn–Ni 合金的Q235 钢铆接件之间发生了电偶腐蚀,提出改用1Cr17 钢制作铆接件以及电镀后用苯并三氮唑封闭的解决措施。关键词:门窗五金件;失效;锌−镍合金;锌−铁合金;电偶腐蚀;故障解决

新型机电转化纤维材料与自供能可穿戴技术

摘要:随着柔性可穿戴电子设备的高速发展,众多可穿戴电子产品已成为人们日常生活的一部分。摩擦纳米发电机(Triboelectric nanogenerator,TENG) 为有效解决供电难题提供了新方法。基于TENG 技术,利用织物将身体运动转化为电能与传感信息,机电转化纤维(Mechano-electric conversion fibers,MECFs) 应运而生。MECFs 能够在高效收集身体低频、不规则机械能的同时,确保舒适、透气、安全且耐用,实现了自充电供能和自驱动传感两大功能。MECFs 催生了一个以人体为中心、自我维持的能量和信息供给系统。基于MECFs 的工作原理,起电材料的选择与设计是影响MECFs 性能的关键因素,MECFs 的多维度结构设计进一步提升了其能量转换效率。目前,MECFs 已经在智能生活中广泛应用,特别是自充电供能和自供能传感。尽管取得了显著进步,新型MECFs 的发展仍然面临着诸多挑战。展望未来,在人工智能和物联网的加持下,MECFs 将继续向智能化、个性化的道路迈进。