Особенности изгиба фторопластовой ленты с учетом разномодульности материала

The paper considers a technological process for production of sealing rings by winding a band work-piece on a cylindrical caliber mandrel with subsequent endurance under load and further cutting of a spiral in rings and also studies the possibility to obtain products while using a method for cold forming of a work-piece which excludes thermal stabilization operation. Taking into account the fact that fluorine plastic is a high-plastic material even at very low temperatures such technology looks quite real. Therefore winding of a band on a mandrel, endurance of a spiral work-piece without heating but under conditions of force action within the time which is necessary for completion of relaxation processes, and the subsequent cutting in rings will allow to obtain finished ring products of the required size. However fluoroplastic has specific mechanical properties and a number of specific features which are revealed during deformation process. Its deformation behavior considerably differs from behavior of low-molecular materials and therefore it requires a solid approach while using the existing theoretical base and developing calculation methodologies. While taking into consideration the fact that fluorine plastic is high density material and has structure with high degree of crystallinity, the mechanism of deformation behavior in it under conditions of a force field is mainly similar to metal behavior that allows to use methods and approaches for calculation of fluoroplastic products which are accepted in mechanics of solid bodies. However the applied calculating formulae require a certain correction and adaptation to specific features of mechanical fluoroplastic properties, one of which is its various rigidity at stretching and compression that is revealed in case of winding band work-piece on a mandrel. Fluorine plastic is a material with various modularity and its rigidity is higher during compression than under stretching and consequently in the case of band bending a neutral axis of section is displaced from the center of gravity to the area of compressed fibers, and the area of stretching is increasing. High elasticity at stretching and increase of this area lead to large accumulation of elastic deformations causing springing after unloading and changes in size of a finished product. These facts must be taken into account while calculating and designing a mandrel tool, it is also necessary to keep in mind various modularity of a material and possibility that a section being led to an uniform rigidity may take some other shape due to this. Calculation methodologies have been developed by the authors for both versions of section that take into consideration directly or indirectly a material with various modularity and which do not contradict each other and which are rather precisely proved by experimental data.Рассмотрен технологический процесс изготовления фторопластовых уплотнительных колец путем наматывания ленточной заготовки на цилиндрическую оправку-калибр с последующей выдержкой под нагрузкой и дальнейшим разрезанием спирали на кольца, а также исследована возможность получения изделий методом холодного формоизменения заготовки, исключающая операцию термофиксации. Такая технология, учитывая, что фторопласт даже при очень низких температурах является высокопластичным материалом, представляется вполне реальной. Поэтому намотка ленты на оправку, выдержка спиральной заготовки без нагрева, но в условиях силового воздействия в течение времени, необходимого для завершения релаксационных процессов, и последующая разрезка на кольца позволят получать готовые кольцевые изделия требуемых размеров. Однако фторопласт имеет специфику механических свойств и обладает целым рядом особенностей, проявляемых при деформировании. Его деформационное поведение значительно отличается от поведения низкомолекулярных материалов, а поэтому требует обоснованного подхода при использовании существующей теоретической базы и разработке расчетных методик. Учитывая, что фторопласт – высокоплотный материал и имеет структуру с высокой степенью кристалличности, механизм протекания в нем деформаций в условиях силового поля во многом подобен поведению металлов, что позволяет использовать для расчета фторопластовых изделий методы и подходы, принятые в механике твердых тел. Однако применяемые расчетные формулы требуют определенной коррекции и адаптации к особенностям механических свойств фторопласта, одна из которых – его различная жесткость при растяжении и сжатии, что проявляется при наматывании ленточной заготовки на оправку. Фторопласт – разномодульный материал, его жесткость при сжатии больше, чем при растяжении, и вследствие этого при изгибе ленты нейтральная ось сечения смещается от центра тяжести в область сжатых волокон, а область растяжения возрастает. Высокая упругость при растяжении и возрастание этой области приводят к большему накоплению упругих деформаций, вызывающих пружинение после разгрузки и изменение размеров готового изделия. Это необходимо учитывать при расчете и проектировании инструмента-оправки, учитывая в расчетных формулах разномодульность материала или рассматривая сечение, приведенное к единой жесткости, но принимающее при этом некоторую другую форму. Разработанные авторами расчетные методики для обоих вариантов сечения, учитывающие прямо или косвенно разномодульность материала, не противоречат друг другу и достаточно точно подтверждаются опытными данными

Влияние упругого ядра на размеры кольцевого изделия при изгибе фторопластовой ленты

The paper is devoted to study of a possibility to manufacture fluoroplastic products while using method of cold deformation of pressed blanks and research of peculiar features in mechanical behavior of fluoroplastic which are revealed during deformation that affects quality and accuracy of the manufactured parts. Manufacturing technique of fluoroplastic sealing rings which are obtained while using method of coiling a band blank on a cylindrical mandrel with further endurance in a wound state and subsequent cutting of a spiral on rings has been considered in the paper. An important stage in the development of the technological process is a calculation and a design of a tool (mandrel caliber) that ensure obtaining of ring products with the required size and shape. Deformation behavior of fluoroplastic under conditions of force action is significantly different from the behavior of the known classical materials and it has a number of specific features and manifestations. Therefore the problem for creation of a calculation methodology for tool development looks as a complicated one and it requires a justified approach while selecting a mechanical model of polymer. Considering the fact that fluoroplastic has a structure with a high degree of crystallinity, a mechanism and sequence of deformations in it due to load are largely similar to the behavior of metals and other low-molecular materials. It allows to use methods and approaches adopted in the mechanics of solids for a calculation of fluoroplastic products however it is necessary to take into account the fact that deformation processes in polymers proceed in time and have a different nature of elastic and residual deformations. When bending the fluoroplastic band in case of winding it on the mandrel residual deformations which provide the required size and shape play the most significant role. However elastic deformations which cause springing and change of size in a finished product after removal of loading are also important. It has been proved that an elastic zone of finite width which has a certain influence on accuracy of manufactured products with due account of all accumulated elastic deformations will be present in the field of a neutral layer even at high degrees of deformation. In this case, fluoroplastic is a multi-modulus material having elasticity which at stretching is significantly higher than in compression, and therefore elastic recovery is more associated with the area of stretched fibers. The authors have developed a methodology for calculation of the tool for obtaining rings of the required size on the basis of the analysis pertaining to deformation behavior of the fluoroplastic while taking into account specificity of its mechanical properties. The proposed methodology with a sufficient degree of accuracy is consistent with the results of experimental studies.Статья посвящена изучению возможности изготовления фторопластовых изделий методом холодного формоизменения прессованных заготовок и исследованию особенностей механического поведения фторопласта, проявляющихся при деформировании и влияющих на качество и точность изготавливаемых деталей. Рассмотрена технология изготовления фторопластовых уплотнительных колец, получаемых методом навивки ленточной заготовки на цилиндрическую оправку с дальнейшей выдержкой в навитом состоянии и последующим разрезанием спирали на кольца. Важным этапом разработки технологического процесса являются расчет и проектирование инструмента (оправки-калибра), обеспечивающего получение кольцевых изделий требуемых размера и формы. Деформационное поведение фторопласта в условиях силового воздействия значительно отличается от поведения известных классических материалов и обладает целым рядом особенностей и специфических проявлений. Поэтому задача создания расчетной методики для разработки инструмента сложная и требует обоснованного подхода при выборе механической модели полимера. Учитывая, что фторопласт имеет структуру с высокой степенью кристалличности, механизм и последовательность протекания в нем деформаций под воздействием нагрузки во многом подобны поведению металлов и других низкомолекулярных материалов. Это позволяет использовать для расчета фторопластовых изделий методы и подходы, принятые в механике твердых тел, однако учитывая при этом, что деформационные процессы в полимерах протекают во времени и имеют другую природу упругих и остаточных деформаций. При изгибе фторопластовой ленты при наматывании ее на оправку определяющую роль играют остаточные деформации, обеспечивающие изделию необходимые размеры и форму. Однако не менее важны и упругие деформации, которые после снятия нагрузки вызывают пружинение и изменение размеров готового изделия. Доказывается, что даже при высоких степенях деформирования в области нейтрального слоя всегда будет присутствовать упругая зона конечной ширины, которая с учетом всех накапливаемых упругих деформаций оказывает определенное влияние на точность изготавливаемых изделий. При этом фторопласт является разномодульным материалом, имеющим упругость при растяжении значительно более высокую, чем при сжатии, а поэтому упругое восстановление в большей мере связано именно с областью растянутых волокон. На основании анализа деформационного поведения фторопласта с учетом специфики его механических свойств авторами разработана методика расчета инструмента для получения колец заданных размеров. Предложенная методика с достаточной степенью точности согласуется с результатами экспериментальных исследований

УПРУГОПЛАСТИЧЕСКИЙ ИЗГИБ ФТОРОПЛАСТОВОЙ ЛЕНТЫ ПРИ СВОРАЧИВАНИИ В КОЛЬЦО

A technological process of production of sealing fluoroplastic rings from a band workpiece is considered and the possibility of their production by a method of cold coiling of the tape on a cylindrical mandrel is investigated; the helix is cut in rings without subsequent heating operation and thermal fixing of sizes. The basis for adoption of such a technology is the analysis of mechanical properties and deformation behavior of fluoroplastic-4 in the conditions of power influence. Researches show that high plasticity of material and tendency of fluoroplastic-4 to cold flow contribute to emergence of irreversible deformations at low temperatures and low loadings and make possible obtaining fluoroplastic products by method of cold formation just as it occurs in metals, but taking into account particularities of polymer properties. Since the process of reorganization of structure and achievement of the equilibrium state has relaxation character, a necessary stage of cold forming is the endurance of a product under loading during the time required for preservation of given sizes by a detail. At the same time the accuracy of sizes of obtained rings is substantially defined by the tool accuracy (cylindrical caliber) on which is produced by winding of the tape. Considering this scheme of deformation as a pure bending at which there are areas of stretching and compression in a billet, and accepting for a fluoroplastic a model of a solid deformable body with possibility of elastic and residual deformations, it is for the first time proved by authors that fluoroplastic-4 behaves at compression as a rigid and plastic material, and at stretching the model of its behavior corresponds to elastic-plastic material. It means that zone of compression is completely captured by irreversible deformation and its sizes after unloading aren’t restored, and stretching zone even at considerable irreversible changes keeps some share of elastic deformations. After unloading, even after completion of relaxation processes, it leads to springing and, as a result, to partial restoration of its form and changes of its design size that should be considered during the development of technological process and designing of the tool. Authors have developed the method of calculation of the calibration tool taking into account effect of elastic after-effect in a product allowing obtaining fluoroplastic rings of required sizes and forms. The obtained results are reliable and are confirmed experimentally.В работе рассматривается технологический процесс изготовления уплотнительных фторопластовых колец из ленточной заготовки и исследуется возможность их получения методом холодной навивки ленты на цилиндрическую оправку и разрезания спирали на кольца без последующей операции нагрева и термофиксации размеров. Основанием для принятия такой технологии является анализ механических свойств фторопласта-4 и его деформационное поведение в условиях силового воздействия. Исследования показывают, что высокая пластичность материала и склонность фторопласта-4 к хладотекучести способствуют возникновению необратимых деформаций при низких температурах и невысоких нагрузках и делают возможность получения фторопластовых изделий методом холодного формования реально осуществимой, подобно тому, как это происходит в металлах, но с учетом особенностей свойств полимера. Поскольку процесс перестройки структуры и достижение ею равновесного состояния имеет релаксационный характер, необходимым этапом холодного формоизменения является выдержка изделия под нагрузкой в течение времени, требуемого для сохранения деталью заданных размеров. При этом точность размеров получаемых колец в значительной степени определяется точностью инструмента (цилиндрического калибра), на который производится навивка ленты. Рассматривая данную схему деформирования как чистый изгиб, при котором в заготовке возникают области растяжения и сжатия, и принимая для фторопласта модель твердого деформируемого тела с возможностью возникновения упругих и остаточных деформаций, авторами впервые обосновано и доказано, что при сжатии фторопласт-4 ведет себя как жестко-пластичный материал, а при растяжении модель его поведения соответствует упругопластичному материалу, сохраняющему даже при значительных необратимых изменениях некоторую долю упругих деформаций. Это приводит к пружинению детали после разгрузки и изменению проектного размера, что следует учитывать при разработке технологического процесса и проектировании инструмента. Авторами разработана методика расчета калибровочного инструмента с учетом эффекта упругого последействия в изделии, позволяющая получать фторопластовые кольца требуемых размеров и формы. Полученные результаты являются достоверными и подтверждены экспериментально.

АНАЛИЗ ДЕФОРМАЦИОННОГО ПОВЕДЕНИЯ ФТОРОПЛАСТА-4 В УСЛОВИЯХ СИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Analysis of deformation behaviour of fluoroplastic-4 in the conditions of mechanical affect.Polymeric materials and, in particular, fluoroplastic-4 and modifications on its basis are widely used in industry. Unique properties of a fluoroplastic make it irreplaceable constructional material and provide a high demand for production of details of different function. The work is devoted to the analysis of deformation behavior of fluoroplastic in the conditions of loading and to studying of possibility of manufacturing of fluoroplastic products by a method of cold forming of the pressed preparations without the subsequent operations of heating and thermofixing of the sizes of a ready detail. On the basis of the numerous researches of the polymer in various laboratories, authors undertake attempt of creation of mechanical model of fluoroplastic and substantiation of possibility of application of theoretical methods and the approaches, developed for low-molecular materials, to calculation of fluoroplastic products. A technological process of manufacturing of cutting fluoroplastic rings obtained by winding a tape preparation on cylindrical pilot is considered, and possibility of creation a theoretical base for design and calculation of a tool allowing cold deformation to obtain a product of demanded shape and size is studied. By results of the analysis it is established, that owing to high crystallinity of fluoroplastic, obtained at polymerization and increasing at recrystallization processes, its structure can be considered as completely crystal, homogeneous and isotropic, corresponding to materials studied in the mechanic of solid deformable bodies. Neglecting to the presence in structure of an insignificant amorphous phase and its influence on the deformation mechanism, mechanical behaviour of fluoroplastic at power influence it is possible to consider as the process including only two deformations – elastic (consisting truly elastic and highly-elastic, submitting to certain values to Hooke’s law) and residual, growing out of structural reorganization of a material. At the same time, exactly recrystallization, leading to occurrence of irreversible deformations, it is necessary to accept as a limit state of a material, and as settlement limit pressure it is necessary to use a limit of recrystallization of a material. On the basis of generalization and analysis of results of researches concerning a structure of fluoroplastic, changes of its structure at power influence and character of arising deformations, authors founded and proved for the first time a possibility of acceptance of the model of solid crystal body for the polymer and application of approaches and settlement techniques developed in the mechanic of solid deformable environments for classical low-molecular materials to the mathematical description of its deformation behavior at loading.Работа посвящена анализу деформационного поведения фторопласта в условиях нагружения и изучению возможности изготовления фторопластовых изделий методом холодного формоизменения прессованных заготовок без последующих операций нагрева и термофиксации размеров готовой детали. На основании многочисленных исследований, проводимых по изучению полимера в различных лабораториях, авторами предпринята попытка создания механической модели фторопласта и обоснования возможности применения к расчету фторопластовых изделий теоретических методов и подходов, разработанных для низкомолекулярных материалов. Рассматривается технологический процесс изготовления разрезных фторопластовых колец, получаемых путем навивки ленточной заготовки на цилиндрическую оправку, и изучается возможность создания теоретической базы для разработки и расчета инструмента, позволяющего при холодном деформировании получать изделия требуемых размеров и форм. На основании обобщения и анализа результатов исследований относительно строения фторопласта, изменения его структуры при силовом воздействии и характера возникающих деформаций авторами впервые обоснована и доказана возможность принятия для полимера модели твердого кристаллического тела и применения к математическому описанию его деформационного поведения при нагружении подходов и расчетных методик, разработанных в механике твердых деформируемых сред для классических низкомолекулярных материалов

Avpr1a variant associated with preschoolers' lower altruistic behavior

10.1371/journal.pone.0025274PLoS ONE69

Preferential regulation of miRNA targets by environmental chemicals in the human genome

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>microRNAs (miRNAs) represent a class of small (typically 22 nucleotides in length) non-coding RNAs that can degrade their target mRNAs or block their translation. Recent disease research showed the exposure to some environmental chemicals (ECs) can regulate the expression patterns of miRNAs, which raises the intriguing question of how miRNAs and their targets cope with the exposure to ECs throughout the genome.</p> <p>Results</p> <p>In this study, we comprehensively analyzed the properties of genes regulated by ECs (EC-genes) and found miRNA targets were significantly enriched among the EC-genes. Compared with the non-miRNA-targets, miRNA targets were roughly twice as likely to be EC-genes. By investigating the collection methods and other properties of the EC-genes, we demonstrated that the enrichment of miRNA targets was not attributed to either the potential collection bias of EC-genes, the presence of paralogs, longer 3'UTRs or more conserved 3'UTRs. Finally, we identified 1,842 significant concurrent interactions between 407 miRNAs and 497 ECs. This association network of miRNAs-ECs was highly modular and could be separated into 14 interconnected modules. In each module, miRNAs and ECs were closely connected, providing a good method to design accurate miRNA markers for ECs in toxicology research.</p> <p>Conclusions</p> <p>Our analyses indicated that miRNAs and their targets played important roles in cellular responses to ECs. Association analyses of miRNAs and ECs will help to broaden the understanding of the pathogenesis of such chemical components.</p

Evaluation of integrated care services in Catalonia: Population-based and service-based real-life deployment protocols

Background: Comprehensive assessment of integrated care deployment constitutes a major challenge to ensure quality, sustainability and transferability of both healthcare policies and services in the transition toward a coordinated service delivery scenario. To this end, the manuscript articulates four different protocols aiming at assessing large-scale implementation of integrated care, which are being developed within the umbrella of the regional project Nextcare (2016-2019), undertaken to foster innovation in technologically-supported services for chronic multimorbid patients in Catalonia (ES) (7.5 M inhabitants). Whereas one of the assessment protocols is designed to evaluate population-based deployment of care coordination at regional level during the period 2011-2017, the other three are service-based protocols addressing: i) Home hospitalization; ii) Prehabilitation for major surgery; and, iii) Community-based interventions for frail elderly chronic patients. All three services have demonstrated efficacy and potential for health value generation. They reflect different implementation maturity levels. While full coverage of the entire urban health district of Barcelona-Esquerra (52

Genetic Variants For Head Size Share Genes and Pathways With Cancer

The size of the human head is highly heritable, but genetic drivers of its variation within the general population remain unmapped. We perform a genome-wide association study on head size (N = 80,890) and identify 67 genetic loci, of which 50 are novel. Neuroimaging studies show that 17 variants affect specific brain areas, but most have widespread effects. Gene set enrichment is observed for various cancers and the p53, Wnt, and ErbB signaling pathways. Genes harboring lead variants are enriched for macrocephaly syndrome genes (37-fold) and high-fidelity cancer genes (9-fold), which is not seen for human height variants. Head size variants are also near genes preferentially expressed in intermediate progenitor cells, neural cells linked to evolutionary brain expansion. Our results indicate that genes regulating early brain and cranial growth incline to neoplasia later in life, irrespective of height. This warrants investigation of clinical implications of the link between head size and cancer