耐疲劳性（精选3篇）
耐疲劳性 篇1
文章的研究是针对汽车外后视镜折叠翻转疲劳实验, 实验设备能自动完成测试过程, 全项试验无需测试人员手动操作后视镜进行任何动作, 主要是测试左右后视镜在不同温度条件下固定翻转次数的耐疲劳寿命是否达标。本系统由机械部件、软件控制系统等组成。
1 机械结构总体设计
实验台能够满足所有汽车厂商不同后视镜的尺寸要求, 为了能够将不同汽车后视镜固定在实验台上, 为此我们采用了在后视镜固定基座上打孔, 螺钉紧固的方法固定测试后视镜。基座打孔位置参考厂方提供的后视镜型号尺寸。为了让后视镜在设定好的位置自动旋转, 我们在工作台上加装了伺服电机, 由于实验温度分别为-40℃、+23℃±5℃、+55℃三种不同温度, 因此需要将实验台放入恒温设备中进行各项实验。无论是在机械结构还是硬件线路上都要经得起高低温的的考验, 特别是传动环节, 我们最后采用了伺服电机直接驱动, 确保了传动稳定性, 并且有一定的传动容错性, 这给具有较大冲击负载的耐疲劳实验提供了性能保障。
在测试过程中, 探测后视镜旋转位置时, 我们使用了霍尔传感器探测后视镜的旋转位置, 使用霍尔传感器的好处就是非接触探测, 不会因为后视镜的卡位冲击对探测器件造成信号不稳定因素, 也使硬件线路设计起来更加简单, 降低了成本。本系统机械结构简单、可靠。机械部件包括:工作电机、待测后视镜、后视镜固定板、后视镜拨杆及其支架、分别位于旋转极限位置的两个霍尔感应装置等。工作时, 工作电机转动带动拨杆推动后视镜转动实现后视镜正、反方向运动。
2 电路控制系统设计
该设计中的电路控制系统包括硬件电路的设计与软件程序的设计。硬件电路由六部分组成, 分别是电源单元、电机驱动单元、控制器单元、检测单元、显示单元及编码器单元。当系统工作时, 单片机输出信号输出驱动单元, 从而控制电机的运动过程。驱动电机带动随动拨杆使后视镜转动, 在电机的转动轴上安装旋转编码器来跟踪后视镜转动的实际位置, 利用霍尔接近开关检测后视镜转动的次数, 并将检测到的数据通过显示单元显示出来。系统整体框图如图1所示。
3 硬件设计
硬件设计包括单片机最小系统设计、电机驱动电路设计、码盘信号提取信号设计、显示电路设计。下面主要讲解电机驱动电路与码盘信号提取信号电路的组成及其原理。电机驱动电路选用了由CD4011, P沟道IRF4905芯片和N沟道IRF3205设计的H桥驱动电路。场效应管具有内阻极小、开关速度快等诸多优点, 且方便加散热片。场效应管是电压驱动器件, 只要栅极电压稍高一点就能使芯片导通, 单片机P口输出的电压不太够, 所以还要增加栅极驱动电路, 可以用coms与非门, 例如CD4011, 场效应管P沟道用IRF4905, N管用IRF3205, 受到P管电流限制, 整个电路最大电流可达为74A, 满足系统的要求。
旋转编码器通过内部两个光敏接受管转化其角度码盘的时序和相位关系如图3所示。得知旋转编码器的A相与B相的关系之后, 可通过D触发器和逻辑与门的处理 (如图4所示) 得到电机转动的信号。当电机正转的时候, A相位超前于B相位, 所以D触发器的
1脚输出始终未高电平“1”, D触发器的2脚始终输出低电平“0”。因此端口1输出方波信号, 端口2一直输出低电平。当电机反转的时候, A相位滞后于B相位, 所以D触发器的1脚输出始终未高电平“0”, D触发器的2脚始终输出低电平“1”。因此端口2输出方波信号, 端口1一直输出低电平。在结合单片机后, 通过对比检测两个端口信号的变化可区分电机的正反转。
4 软件设计
系统的软件部分使用mega16单片机作为主控芯片, 系统上电初始化之后首先进行霍尔检测, 检测后视镜是否经过安装霍尔元件的位置, 若经过则系统进入中断, 后视镜耐疲劳实验次数加1。打开电机的开关, 调节好电机的速度, 单片机检测旋转编码器输出的脉冲个数, 经过数据处理之后可以得出后视镜所处的位置, 单片机依次往复循环。整个实验进行的过程中显示部分会实时显示后视镜的位置以及后视镜转过的次数。
摘要：汽车后视镜旋转性能测试是在国家强制检测项目外, 又一考核后视镜基本性能的重要试验项目, 但缺少研制检测设备的生产厂商, 研制一种通用性强、全自动无人值守的实验设备具有重要的实用价值。文章基于国家标准和行业标准的一些要求, 设计了一套后视镜翻转耐疲劳实验台, 本实验台的机械结构设计具有很强的针对性, 后视镜夹具设计合理, 通用性强, 易于装夹和操作, 规避了由于后视镜外壳曲线不规则带来的实验困难, 完全能够达到实验要求和实验目的。
关键词：汽车后视镜,耐疲劳实验,自动测试
耐疲劳性 篇2
1 皮边油疲劳破坏分析
皮革制品尤其是皮腰带、包带等,使用一段时间后,边油会出现裂纹或者脱落,在一些寒冷地区由于气温低皮革和边油变硬,边油出现裂纹和脱落的问题更突出,破坏情况如图1、图所示。出现这类问题的原因主要是由于在使用过程中皮腰带或者包带受到反复拉伸或者弯曲,或者拉伸弯曲同时进行,导致弹性不够好的边油产生裂纹,粘附不牢的边油产生脱落,低温变脆的边油产生脆裂。为了了解边油的耐疲劳性能,需要建立一套常温、低温下的耐疲劳性能测试方法来表征皮边油的耐疲劳性能,如拉伸屈挠耐疲劳、揉搓耐疲劳、低温屈挠耐疲劳和低温拉伸屈挠耐疲劳。
2 耐疲劳性能四种测试方法
2.1 试验材料、条件及弯曲力的测试
2.1.1 试验材料
选取涂覆边油的弯曲力不同的3种试样,弯曲力分别为0.8,2.5,4.6 N。
2.1.2 试验条件
温度(20±3)℃,湿度(65±5)%。
2.1.3 弯曲力的测试
皮革制品的种类众多,边油质量的优良很大程度上与皮革基材的性能密切先关,如皮革基材的柔软度。通过实验发现当基材柔软度超过一定值时,边油质量的优劣很难用某一种测试方法来评价。因此,基材柔软度在边油耐疲劳测试中作为一个重要参数,而柔软度则用弯曲力来表示,弯曲力的测试方法如图3所示,是将试样安装在弯曲块上,再将测力计的压脚置于离半圆相接(10±1)mm处,试样端离压脚(10±1)mm,压脚与试样保持不超过1mm的缝隙,松开弯曲块上表面试样,此时,测力计上显示的力值即为弯曲力,弯曲力越大柔软度越小,反之,柔软度越大。
2.2 拉伸屈挠法
皮腰带、包带类产品在使用过程中一直处于拉伸与卸载交替的状态,有时亦会屈挠。拉伸耐疲劳测试方法则主要模拟拉伸与屈挠交替,使带类皮革制品的边油处于受拉伸长和受压屈挠的状态,测试一定次数或者一定时间后后观察试样上边油的损坏情况,测试装置示意图如图4所示。
图4中,固定夹具夹持试样固定不动,活动夹具夹持试样后可左右移动,两夹具之间的初始距离为100 mm。活动夹具可夹持皮腰带从初始位置向右任意移动,如移动3%、5%、10%,当选定好移动量后,活动夹具每次向右的拉伸量则为该位置;移动夹具向左移动的最短距离为50 mm。移动夹具循环向右向左拉伸屈挠试样即可实现皮革制品的边油耐疲劳性能测试。
2.3 揉搓法
对于拉伸屈挠耐疲劳测试方法而言,揉搓耐疲劳测试方法更严厉,主要是用一对受力的夹带动试样做揉搓运动,测试一定次数或者一定时间后后观察试样上边油的损坏情况,测试装置如图5所示。
图5中,左夹具可沿左右运动,并可在左夹具上施加任意负重,右夹具可沿前后方向运动,并可做行程为(55±3)mm的往复运动,当试样被夹持在两个夹具内,并在左夹具上施加一定负重后,即可做揉搓测试。
2.4 低温屈挠法
在北方地区,过低的气温容易使得边油变硬变脆,而不同原料配比的皮边油的耐低温性能各不一样,在低温环境下使用涂覆边油的皮革制品则容易出现边油开裂或脱落,因此有必要对边油的低温耐疲劳性能进行测试,测试装置如图6所示。
图6中,屈挠夹具绕着直径为 (10±1)mm的圆轴做(90°±1°)的屈挠运动,在一定的低温条件下,通过测试边油制品的屈挠次数来表征边油制品的低温耐疲劳性能。
2.5低温拉伸屈挠法
低温拉伸屈挠耐疲劳测试方法是在常温下的拉伸屈挠耐疲劳测试方法的基础上,将常温拉伸屈挠耐疲劳装置安装于低温箱里,并能在不同低温条件下对边油制品进行低温耐疲劳测试。
3结果与讨论
边油耐疲劳性能的好坏以测试次数来表征,均以试样上的边油开裂或者脱落测试终点。
3.1拉伸屈挠法试验结果与讨论
对于拉伸屈挠耐疲劳主要的试验参数为拉伸量,选取拉伸量分别为3%、5%和7%进行试验,得到如图7所示的结果。
从图7中可以看出,弯曲力相同的条件下随着拉伸量的增加拉伸屈挠次数逐渐减少,即拉伸量对皮边油的拉伸屈挠耐疲劳性能影响很大,基本有拉伸量越大拉伸屈挠耐疲劳性能降低的规律。另外,弯曲力越小,拉伸屈挠次数越多,即基体材料越柔软,伸长性能越好,皮边油的拉伸屈挠耐疲劳性能越好,从而可知,皮边油拉伸屈挠耐疲劳性能的好坏与基材的柔软程度密切相关。
3.2揉搓法试验结果与讨论
对于揉搓耐疲劳试验的主要试验参数有负重、揉搓速度、隔距,其中负重对测试结果影响最大,然后对于薄且弯曲力特别小的试样在揉搓过程中,基本上属于试样的面与面进行摩擦,对边油的考核效果不理想。图8为弯曲力为2.5N、4.6 N的试样分别在负重1 kg、2 kg和3 kg的测试结果。从图8中可知,弯曲力相同的条件下负重越大揉搓次数越少,而且弯曲力越小小揉搓次数越多,从而可以,揉搓测试中基材同样对边油的耐疲劳性能影响很大。
3.3低温屈挠法及低温拉伸屈挠法试验结果与讨论
对于低温屈挠耐疲劳试验的主要试样参数为温度,选取温度分别为-5℃、-10℃和-20℃进行试验,得到如图9所示的结果。
对于低温拉伸屈挠耐疲劳试验主要参数为温度和拉伸量,由于在常温条件下拉伸屈挠次数随伸长量的增加而减小,且弯曲力越小,拉伸屈挠次数越多,故选取温度分别为-5℃、-10℃和-20℃,分别为进行试验,得到如图10的测试结果。
从图9和图10可知,边油耐疲劳次数均随温度的降低耐疲劳性能降低,且弯曲力越大的试样耐疲劳性能越差。比较图7和图10可知,相同的试样常温下的拉伸耐疲劳次数明显高于低温下的拉伸耐疲劳次数,从而可知,在低温条件下边油易变脆,伸长变小,导致拉伸耐疲劳性能降低。
从以上测试结果及测试经验得出,薄而柔软的皮革基材,涂覆边油后,由于基材本身柔软使得屈挠过程中基材对边油的拉应力小,因而仅仅做屈挠运动对边油测试效果不明显;另外,柔软的基材本身弹性较好,伸长率大,对于小幅度拉伸,基材和边油都在变形极限内,因而对边油测试结果也不明显,即柔软的基材用揉搓测试方法和低拉伸屈挠测试方法效果都不明显;对于厚而硬的基材,屈挠时其内拉伸应力能很好的使边油产生裂纹或者脱落,又由于基材伸长率较小,即使基材受力很大也无法使基材产生足够大的应变,若边油的伸长率大于皮革基材的伸长率,则纯拉伸试验对于较硬皮革基材上的边油测试效果不明显。
对于低温屈挠和低温拉伸屈挠而言,由于温度在零度以下,皮革基材和边油都变硬变脆,除特别柔软的基材以外,只需屈挠产生的内应力就可以对边油测试产生很好的效果;特别柔软的基材用低拉伸屈挠测试则效果更好。
4 结论
四种测试方法中有2种常温测试,2种低温测试。由于四种测试方法均与皮革基材的柔软程度密切相关,因而需根据不同边油制品的产品特性选择不同的测试方法。对于薄而柔软的边油制品,拉伸屈挠耐疲劳测试方法效果比较明显;对于厚硬的边油制品,揉搓测试和拉伸屈挠测试均能有效的测试边油耐疲劳性能。低温条件下,屈挠测试即可对边油测试产生很好的效果,特别柔软的边油制品则用拉伸屈挠测试则效果更好。
参考文献
[1]陈宗良,孙世彧.皮革制品边油低温脆裂的影响因素探讨[J].西部皮革,2013,10:20-23.
[2]赖传杰,庄莉,李晓龙,等.浅析成鞋耐折性能测试影响因素[J].皮革科学与工程,2013,23(5):55-59.
[3]QB/T 1333-2010,背提包[S].
[4]QB/T 1618-2006,皮腰带[S].
耐疲劳性 篇3
党参的醇沉液、水煎液皮下注射或口服, 可使兔的红细胞增加。此外, 党参液灌注小鼠胃, 亦能使红细胞增加, 促进造血机能, 血红蛋白显著增加[3]。皮下注射可使白细胞、网织细胞显著增加[4]。党参能增加网状内皮系统的吞噬功能, 故能提高机体的抵抗力抗病能力[5]。傅盼盼等[3]研究表明党参多糖可以很好地清除氧自由基, 同时SOD活性升高, MDA含量减少。
在大量动物实验研究中发现, 党参还有抗高温、升高血糖、促进血凝、调节胃肠道及抗溃疡的作用[6,7]。党参碱具有明显的降血压作用, 其提取物能提高心输血量而不增加心率, 并能增加脑、下肢和内脏血液量。
此实验通过口服党参水煎液和腹腔注射党参水煎醇沉液, 观察党参对小鼠抗疲劳和耐缺氧的作用, 旨在扩大其应用价值, 为党参在畜牧生产及兽医临床中的应用提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 试验动物
昆明种健康小鼠, 体重22±2g, 由安徽科技学院实验动物中心提供;小鼠日粮由砀山某饲料公司提供, 营养水平见表1。
%
1.2 供试药品
党参 (Codonopsis) 产地:甘肃 (安徽海鑫中药饮片有限公司, 生产批号:080901) ;钠石灰 (上海化学试剂采购供应站) ;凡士林;无水乙醇 (蚌埠化学试剂厂, 批号:20050829) 。
1.3 仪器
旋转蒸发器RE52-98 (江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司) ;SHB-Ⅲ循环水式多用真空泵 (郑州长城科工贸有限公司) ;离心机 (TDL80-2B型, 上海安亭科学仪器厂) ;YP600型双圆牌电子天平 (上海精科电子设备有限公司) ;密闭型广口瓶、剪刀、线、注射器、负重物、秒表等。
1.4 试验设计
1.4.1 党参水煎液准备。
称取党参200 g, 加适量水浸泡30min, 煎煮3次, 每次分别为60、40、20 min。合并滤液, 蒸发浓缩至200 m L (每毫升含生药1 g) , 离心 (4 000 r/min) 10 min, 取100 m L上清液装瓶, 消毒备用。
1.4.2 党参水煎醇沉液的制备。
取100 g党参水煎液, 加入无水乙醇, 使含醇量达60% (体积分数) , 静置24 h, 置于旋转蒸发器回收乙醇, 离心 (4 000 r/min) , 定容至100 m L。再加无水乙醇使含醇量达80%, 二次醇沉淀过程同上, 定容至原体积 (含生药1 g/mL) 装瓶高压消毒备用。
1.4.3 分组与处理。
取小鼠160只, 体重22±2 g, 随机均分16组, 每4小组为一组实验组, 共4组实验组。在4组实验中, Ⅰ组为对照组, 分别灌胃和腹腔注射等量生理盐水, Ⅱ~Ⅳ组分别按5.0 (低剂量) 、10.0 (中剂量) 、20.0 (高剂量) g/kg剂量分别灌胃和腹腔注射党参水煎液和党参醇沉液, 1次/d, 连续给药3 d, 于末次给药后30 min后, 依次测定小鼠负重负重游泳时间和耐缺氧时间, 观察并记录其抗疲劳能力及缺氧环境中的存活时间。
1.4.4 小鼠负重负重游泳时间测定方法。
各组最后一次给药后30 min, 小鼠尾根部束体重5%的负重物, 然后将小鼠放入玻璃缸 (50 cm×50 cm, 水深40 cm, 常温) , 当小鼠头部沉入水中10 s不能浮出水面者即为体力耗竭, 从开始游泳到体力耗竭的时间记为小鼠负重游泳时间。
1.4.5 小鼠耐缺氧时间测定方法[8,9]。
各组最后一次给药后30min, 将小鼠放入盛有15g钠石灰的500m L磨口广口瓶中 (每瓶1鼠) , 用凡士林密封瓶口后开始计时, 用秒表记录从瓶口密封到小鼠死亡的时间。
1.5 数据处理
试验数用平均数±标准差表示, 采用SPSS11.0软件进行t检验, 比较组间差异。
2 结果
2.1 腹腔注射党参水煎醇沉液对小鼠负重游泳时间的影响
腹腔注射党参水煎醇沉液各剂量组小鼠负重游泳时间与对照组比较有一定的延长, 与对照组比较, 低、中、高剂量组都有极显著延长 (P<0.01) , 与低剂量比较, 高剂量小鼠负重游泳时间明显延长 (P<0.01) ;说明3种剂量的党参醇沉液均有明显的抗疲劳作用。 (见表2)
2.2 腹腔注射党参水煎醇沉液对小鼠耐缺氧时间的影响
腹腔注射党参水煎醇沉液各剂量组小鼠的耐缺氧时间与对照组比较均有一定的延长, 与对照组比较, 低、中、高剂量组都显著延长 (P<0.01) ;与低剂量组比较, 中、高剂量耐缺氧时间缩短 (P<0.01) ;说明3种剂量党参水煎醇沉液均能提高小鼠耐缺氧的能力, 以小剂量组最佳。 (见表3)
2.3 口服党参水煎液对小鼠负重游泳时间的影响
口服党参水煎液各剂量组小鼠负重游泳时间与对照组比较均无延长 (P>0.05) , 说明三种剂量的党参水煎液对小鼠均无抗疲劳作用。 (见表4)
2.4 口服党参水煎液对小鼠耐缺氧时间的影响
口服党参水煎液各剂量组小鼠的耐缺氧时间与对照组比较均无延长 (P>0.05) , 说明3种剂量党参水煎液均不能提高小鼠耐缺氧的能力。 (见表5)
3 讨论
应激反应是机体在受到各种内外环境因素刺激时所出现的非特异性全身反应, 与在刺激作用下机体神经内分泌系统的变化密切相关[10], 外界环境的不良刺激如过度疲劳、过冷或过热、缺氧等以及人体自身过度的忧、思、恐、怒等情感刺激均可构成应激原, 使机体处于应激状态, 人体的抗应激生理功能会随着年龄的增长而逐渐下降, 有研究表明[11]机体清除自由基的能力也随着年龄的增长而下降。老年人随着年龄的增长、对各种应激因子的适应能力明显减退, 本文研究的抗疲劳耐缺氧等指标均属于应激能力的范畴。
疲劳是机体在一定环境条件下, 由于长时间或过于繁重、紧张的劳动而引起的工作效率暂时明显降低的一种生理病理现象。由于肌肉运动时, 能量代谢加快, 代谢产物大量增加, 肌纤维大量充血, 肌肉膨胀, 造成肌肉血管变窄, 使肌肉缺氧, 能量供应不足, 代谢产物不能及时排除, 导致疲劳加剧;同时, 大量的研究证明, 长时间、大强度的运动能使机体产生大量的自由基离子, 脂质过氧化程度增强, 导致运动疲劳的产生和诱发一些疾病的发生。游泳是全身消耗性运动, 剧烈的运动消耗大量的能量和氧气, 同时产生大量的乳酸。党参溶液能增加机体储能物质, 减少引起疲劳的代谢产物的产生, 从而能延缓疲劳的发生和加速疲劳消除;同时党参液与提高中枢神经系统的兴奋性[12], 提高机体活力能力有关, 故而能减轻疲劳感。
缺氧是机体引起疲劳的原因之一。缺氧是一种紧张性刺激, 可引起机体产生各种应激性反应。严重缺氧会引起组织器官的代谢障碍和功能紊乱, 甚至发生组织坏死和机体死亡。生命活动的重要器官如脑和心脏缺氧是小白鼠常压缺氧死亡的主要原因[13]。缺氧对机体是一种劣性刺激, 影响机体各种代谢, 特别是影响机体的氧化供能, 最终会导致机体的心脑等重要器官缺氧, 供能不足而死亡。党参具由抗氧化性, 可提高机体的血氧利用率、降低机体耗氧量, 同时可扩张血管 (特别是冠脉和软脑膜血管) , 改善微循环, 增加供氧量, 从而改善机体缺氧状态[13]。有研究表明[3]:党参可以有效地清除活性氧和自由基, 并且清除能力随浓度的增大而增大, 在脱氧核糖体系中加入抗坏血酸/金属离子可以产生羟自由基进攻脱氧核糖使其降解, 而在加入党参后, 低浓度的党参即可抑制金属离子催化的脱氧核糖降解。在黄嘌呤-腺嘌呤氧化酶体系中产生超氧阴离子, 党参在40 mmol/L是时抑制率达到50%, 对自由基引发的脂质氧化有很好的抑制效果。另外, 党参还有助于维持细胞内环境平衡, 诱导具有内环境的蛋白质表达, 减轻了氧化产物对机体的损伤尤其是那些在被氧化的大分子物质清除过程中起一定作用的蛋白质。最近的研究表明[12]:党参确实可以引起微支肽和其他物质基因的转录。这一点进一步证明了党参可以缓解疲劳和延长了缺氧环境中的存活时间。
试验中腹腔注射组小鼠负重游泳时间都明显延长, 表明党参具有一定的抗疲劳作用;而口服党参水煎液的小鼠负重游泳时间和耐缺氧时间没有延长, 可能是口服水煎液要通过胃肠道吸收, 党参水煎液中一些有效成分不能完全被吸收, 或者由于通过小肠吸收, 药物经过肠黏膜和肝药酶的首过消除后, 有效成分被转化, 从而达不到有效的血浓度。在耐缺氧试验中, 腹腔注射水煎醇沉液各剂量组小鼠的存活时间均显著延长, 表明党参对常压状态下引起的缺氧现象有一定的对抗作用, 可提高小鼠对缺氧的耐受力。
4 结论
此项研究可以看出, 腹腔注射低、中、高剂量的党参水煎醇沉液均能够提高小鼠抗疲劳、耐缺氧的能力, 说明党参水煎醇沉液腹腔注射能够提高小鼠抗疲劳、耐缺氧的能力, 而水煎液口服效果不明显。
摘要：目的:观察党参对小鼠抗疲劳及耐缺氧的作用。方法:取小鼠160只, 随机均分16组, 每4小组为一组实验组, 共4组实验组。实验组Ⅰ分别为对照组 (口服和腹腔注射生理盐水) , ⅡⅣ试验组分别以5.0g/kg (低剂量) 、10.0g/kg (中剂量) 、20.0g/kg (高剂量) 给小鼠口服党参水煎液和腹腔注射党参水煎醇沉液, 1次/d, 连续给药3d, 最后一次给药后30min, 测定小鼠负重游泳时间和耐缺氧时间。结果:与对照组比较, 腹腔注射党参水煎醇沉液各剂量组负重游泳时间和耐缺氧时间显著延长 (P<0.01) , 口服党参水煎液各剂量组与对照组无显著差异。结论:党参水煎醇沉液腹腔注射能够提高小鼠抗疲劳、耐缺氧的能力, 而水煎液口服效果不明显。