每年,数十亿美元被投入到太空应用的研究和开发中,包括新系统、新技术和新材料。DLC(类金刚石碳)是一种很有前途的材料,但其使用面临技术障碍,因为它会被原子氧和臭氧严重腐蚀。在本研究中,SiOx-DLC 薄膜被沉积在 Ti-6Al-4V 基材上作为类金刚石碳 (DLC) 膜的顶层,以提高对原子氧和臭氧的耐腐蚀性,并满足低地球轨道 (LEO) 卫星的使用要求。使用氧等离子体评估了薄膜的耐腐蚀性,并研究了摩擦学和机械性能。SiOx-DLC 顶层将腐蚀速率降低了两个数量级,并将临界载荷从 16.2 ± 1.5 N 提高到 18.4 ± 0.4 N。
摘要:本出版物介绍了利用新版四级算法(FLA)对典型区域飞机机翼进行复杂参数强度研究的结果,该算法改进了负责分析气动载荷的模块。此版本的 FLA 以及基础版本都致力于通过同时使用不同的分解原理来显著减少复杂机身强度分析的时间和劳动力投入。基础版本包括机身四级分解和强度任务分解。新版本在确定临界载荷工况的过程中实现了对载荷工况替代变体的额外分解。这种算法非常适合具有广泛气动概念的区域飞机的强度分析和机身设计。本文对大展弦比机翼新版 FLA 的验证结果证实了该算法在减少设计初期机身强度分析的时间和劳动力投入方面的高性能。在参数化设计研究期间,获得了一些具有大展弦比的支柱支撑机翼的有趣结果。
细丝缠绕复合压力容器(CPV)主要用于气体或流体储存。复合容器受到严格的条件,例如临界载荷,极端温度和爆发;因此,对于船舶结构完整性的永久性原位和在线监测方法至关重要。因此,本评论的论文重点介绍了最流行的传感器(例如Piezoeelectric(PZT和PVDF),Piezoresistive(BP和MXENE)以及光纤(SOFO®,OBR和FBG)传感器,以开发出一种结构性健康监测(SHM)来创建自我增压压力容器。本评论论文的新颖性在于提供概述现有作品的概述,涵盖了复合容器中传感器的整合,包括传感器类型,本地化及其对复合完整性的影响。尤其是对传感器集成,尤其是其受监控参数,布局设计和CPV中的布置的分析。此外,分析了宿主复合材料和传感器之间的相互作用,以了解如何将传感器与改变复合容器机械性能的最小缺陷整合。最后,对CPV的SHM系统进行了讨论,为研究人员提供了即将进行的实验工作的基础。
摘要。额环开环的分解聚合(FromP)是一种快速,低能的制造反应,可用于治疗热固性材料。div> dicyclopentadiene(DCPD)导致聚(双环戊二烯)(p(dcpd)),这是一种具有出色机械性能和化学稳定性的坚硬热固性。像大多数热眠者一样,P(DCPD)无法重新处理,因此很难回收。以前的工作表明,将少量可切合单元掺入P(DCPD)网络的链段中,可以使其解构。在这里,我们报告说,在FromP中,在市售的多功能共聚物(DHF)2,3-二氢呋喃(DHF)既可以充当有效的Grubbs催化剂抑制剂,并引入了可裂解的酸性单元。所得材料保留高性能特性,包括115-165°C的玻璃过渡温度和35-40 MPa的弹性模量。在临界载荷水平上方添加DHF可以实现可解构的热固性。我们进一步展示了通过额叶聚合的自由形式的3D打印。
在过去的几十年里,研究人员对研究用铝土矿颗粒等矿物制备复合材料的天然优势表现出了极大的兴趣,并证明了它们作为高性能复合材料制造中成本效益高的增强剂的有效性。这项研究是使用不同比例(2、4 和 6 wt%)的伊拉克天然铝土矿粉末通过搅拌铸造和 Mg 添加剂制备铝金属基复合材料 (AMMC) 的一次新尝试。在实验工作中,将铝土矿石粉碎并研磨,然后在 1400 ○ C 下烧制粉末。使用粒度、XRD 和 XRF 分析对粉末进行表征。对 AMMC 铸件进行机械加工、抛光、预热,并使用硬度测量、微观结构观察和杨氏模量、泊松比和断裂韧性计算来表征其性能。此外,还通过从引伸计记录中测量裂纹口张开位移 (CMOD) 来评估其断裂韧性。结果表明,通过搅拌铸造添加 2 和 4 wt% 的镁和伊拉克烧铝土矿,可以成功生产出具有改进的断裂韧性、硬度和弹性模量性能的 AMMC。此外,CMOD 测量结果显示,添加 2 和 4 wt% 的铝土矿颗粒可使基质材料的“最大失效载荷”和“临界载荷下的临界 CMOD”分别增加至约“25 和 44%”和“32 和 47%”。此外,在这些比例下,通过 K IC 和杨氏模量计算的基质材料的断裂韧性分别显示出约“22 和 69%”和“8 和 12%”的改善。由于 AMMC 在这种比例下具有脆性,添加 6% 的铝土矿虽然可以记录硬度(57%)和弹性模量(22%)的最高改善,但无法使断裂韧性达到所需的改善。
非周期性就是您所需要的:用于高性能复合材料的非周期单瓦片 Jiyoung Jung 1,2、Ailin Chen 1,2 和 Grace X. Gu 1,* 1 加利福尼亚大学机械工程系,美国 CA 伯克利 94720 2 这些作者对这项工作做出了同等贡献 * 通讯作者:ggu@berkeley.edu 摘要 本研究通过采用非周期单瓦片(覆盖非平移对称表面的形状)引入了一种新颖的复合材料设计方法。采用计算和实验相结合的方法,我们研究了用这些单瓦片制作的复合材料的断裂行为,并将它们的性能与传统的蜂窝状图案进行了比较。值得注意的是,与蜂窝设计相比,我们基于非周期单瓦片的复合材料表现出了优异的刚度、强度和韧性。这项研究表明,利用非周期结构固有的无序性可以迎来新一代坚固而有弹性的材料。 1. 简介 复合材料因其可定制的机械性能而备受赞誉,是航空航天和生物医学领域不可或缺的轻质结构部件。1-5 这些材料的强度在于它们的复合性质——结合不同基础材料的特性可以创建具有多种所需特性和谐平衡的复合材料。这一概念在生物材料 6-11 中得到了很好的体现,例如珍珠层和木材,尽管它们由相对较弱的成分组成,但其机械性能通常优于工程材料。传统工程复合材料通常以重复的单元为特征,这一特征简化了设计和制造过程。然而,这种有序结构在临界载荷下会导致灾难性的故障。同时,生物材料通常呈现无序结构,其中单元在空间上有所不同。12 这种无序在改善生物材料机械性能方面发挥的作用程度仍然是正在进行的研究课题。具有不规则或无序微观结构的材料的固有优势最近引起了科学界的兴趣。 13-15 这些结构具有异质微结构的特征,可以为应力波传播提供强化路径,从而提高重载下的弹性。16-19 新兴研究表明,通过放大这种不规则性,可以提高特定细胞框架的缺陷容忍度。20 此外,多晶结构的微观复杂性,包括晶界、沉淀物和相,被视为具有增强韧性的工程材料的潜在模板。21,22 目前创建这些异质结构的方法涉及在规则晶格结构内随机移动节点、构建材料泡沫等技术,或堆叠具有不同微观结构的材料 17,23,24 然而,这些方法给设计和制造带来了一层复杂性,尤其是由于不同取向的晶胞组装不完美而带来的挑战。为了应对这些挑战,我们的研究提出了将非周期单瓦片集成到复合材料设计中。正如最近文献中发现的那样,非周期单瓦片已被证明可以完全覆盖具有内在非周期性的表面。25 这使它们成为创建无序材料的理想选择。在复合材料设计中使用非周期单瓦片将有助于实现可调特性,同时保持出色的界面结合。在这项工作中,我们探索了一个全新的架构系列