研究了通过定向能量沉积获得的打印 316L 不锈钢薄壁结构的机械性能。对从增材制造的方形管中获得的小样品进行现场拉伸和断裂试验,并以相对于部件构建方向的三个不同方向提取。尽管该工艺产生了强取向的微观结构,但与文献中常见的厚样品或抛光样品相比,打印样品表现出降低的各向异性。此外,使用一个简单的模型表明,通过仅考虑材料厚度变化模式(由层堆叠过程引起)可以解释降低的各向异性。使用经过调整的数字图像相关程序分析断裂试验,该程序根据实验计算的 J 积分评估样品的断裂韧性。使用时间反转,可以识别靠近裂纹路径区域的应变场。然后根据拉伸试验中确定的本构行为计算应力场。提出了一种正则化程序来强制应力平衡。最后,使用各种积分轮廓计算 J 积分,以验证其路径独立性。在此基础上,确定了近乎各向同性的断裂韧性。额外的扫描电子显微镜观察表明,断裂表面特征与样品方向无关。这种明显的各向同性可以通过驱动裂纹萌生和扩展的未熔合缺陷的各向同性分布来解释。
使用具有较高能力和功率密度的电极的开发,需要对材料界面和体系结构进行全面的理解和精确控制。电化学力学在这种复杂界面的形态演化和稳定性中起着不可或缺的作用。电极材料的体积变化和电极/电解质界面的化学相互作用导致不均匀应力场和结构上不同的相互作用,从根本上影响了基本的运输和反应动力学。这种机械耦合的起源及其对降解的影响独特取决于界面特征。在这篇综述中,分析了固体 - 液界面和固体 - 固体界面上化学机械耦合和故障机制的独特性质。对于锂金属电极,表面/微结构异质性在液体电解质中的固体电解质相(SEI)稳定性(SEI)稳定性和树突生长以及接触损失和用固体电解质的纤维触摸渗透的关键作用。在复合电极方面,根据微结构耦合的电化学机电属性的关键差异被描述为基于互化和转换化学的化学属性。从液体转移到此类阴极中的固体电解质,我们强调了固体 - 固体接触对传输/机械响应,电化学性能以及诸如颗粒裂纹和分层等故障模式的显着影响。[doi:10.1115/1.4057039]最后,我们介绍了未来的研究方向的看法,以及解决实现下一代锂金属电池的潜在电化学机械挑战的机会。
如果前一种效应占主导地位,则发生的现象称为微动磨损,反之亦然,发生微动疲劳。第二种现象可能更危险,因为它是许多关键部件服务故障的原因,有时甚至导致悲惨的事故。一般而言,微动损伤过程可分为三个不同的阶段,如 Hurricks [1] 所述。第一阶段涉及由于机械磨损而去除接触表面上的氧化层。在最初几个微动循环之后,氧化层已完全磨损,下面的部件材料开始粘附,从而形成微焊缝并增加摩擦系数。额外的负载循环导致微焊缝断裂,形成磨损碎片 [2]。更多的微动循环会导致表面附近发生塑性变形和微裂纹发展,进一步磨损并可能在组件材料和磨损颗粒上形成新的氧化物。这些裂纹的形成与接触边缘(即与非滑移区域的边界)的应力集中相对应。据报道,存在非扩展的微动裂纹 [3、4],这表明虽然微动可能严重影响裂纹的萌生和初始扩展,但远离接触区域的最终裂纹扩展受足够高的应力场控制,就像正常疲劳一样。微动问题与不同类型的接触密切相关 [5]:在不完全接触中,接触面积与法向载荷严格相关,而在完全接触中,应力奇异性对应于尖角引入。众所周知,摩擦完全接触中残余剪切牵引力的增加会进一步限制微动循环中的滑动 [ 6 , 7 ]。不会发生相同的效果
刚刚从犹他州洛根犹他州立大学举办的第五届 PDCA 教授打入桩学院 (PDPI) 回来。PDPI 取得了巨大成功,有 26 位教授参加了该计划,代表了来自阿拉斯加州费尔班克斯到加拿大安大略省滑铁卢的大学;来自加利福尼亚州弗雷斯诺到纽约州波茨坦;来自密歇根州安娜堡到佛罗里达州博卡拉顿;来自爱尔兰都柏林到路易斯安那州巴斯顿的大学;以及两者之间的所有地方。PDPI 是一个伟大的 PDCA 成功案例,为全国领先的工程学教授提供了专业知识,向 5,000 多名工程学学生讲授打入桩的优势。毫无疑问,该计划是评判所有“教老师”计划的标准。PDCA 成员应该为该计划以及你们每个人为其成功所做的贡献感到自豪。我要求所有 PDCA 成员每天花五分钟时间联系一位参加过 PDPI 的教授,或者,如果你愿意,联系一位你选择的大学的教授,询问你是否可以做些什么来向他们介绍打桩的世界。一个建议是邀请学生到工作现场观看打桩过程,演示锤子如何与起重机和引线配合工作,或者桩是如何制造的。学生就像教授一样,会记住这样的经历,并希望将他们学到的东西付诸实践,或者他们可能希望在继续学习时学到更多。如果工程专业的学生正在学习深基础,PDCA 成员应该尽其所能促进打桩教育。如果有必要,进行教学,并始终教导老师。2009 年 7 月 10 日,北卡罗来纳大学夏洛特分校教授兼 PDPI 演讲人 Brian Anderson 将带领他的工程学学生班前往查尔斯顿,PDCA 南卡罗来纳分会将在那里举办一个项目,向学生传授更多有关打桩的知识。首先,Palmetto Pile Driving 和 Parker Marine 将向他们展示他们的预应力场,介绍混凝土桩的制造;S&ME 将进行锥形穿透仪测试;然后,学生们将前往工作现场,Pile Drivers Inc. 将在那里打入 105 英尺 x 12 英寸的预应力混凝土桩。整个
使用综合建模框架研究了一种将激光粉末床熔合 (PBF-LB) 与层间打磨相结合的混合金属增材制造 (AM) 工艺,以提供新的见解,说明激光粉末床熔合工艺产生的不均匀微观结构和残余应力如何影响层间打磨过程中产生的诱导残余应力场。研究人员最近研究了类似的混合金属增材工艺导致的微观结构变化,然而,他们只是假设由此产生的微观结构对诱导残余应力有一定影响。此外,研究人员通过数值研究了打磨/滚压工艺参数对诱导应力的影响,但忽略了微观结构的影响,从而做出了均匀、各向同性的假设。这种做法抑制了对不均匀熔合层中可能存在的微观结构驱动的各向异性的预测。本文通过参数化研究了微观结构建模、固有残余应力映射和环境温度对混合金属增材工艺过程中诱导残余应力的影响。所展示的建模框架结合了激光粉末床熔合过程中产生的固有残余应力以及预测的微观结构,在随后的打磨模拟中阐明它们对打磨引起的残余应力的单独和综合影响。研究结果表明,对不均匀的 PBF-LB 微观结构进行建模会沿打磨表面引入塑性应变和残余应力的各向异性分布;沿处理过的表面平面应力分量的周期性与 PBF-LB 扫描线相重合。固有残余应力对打磨引起的残余应力的影响不太显著,但仍然可以观察到。升高的温度不仅会降低引起的压缩残余应力的幅度,而且还会导致沿扫描线和阴影空间预测的残余应力分量幅度变化较小。所提出的框架为微观结构和 PBF-LB 残余应力对打磨引起的应力的解耦影响提供了新的见解,而这些影响是无法通过实验技术区分的。然而,试样深度方向上的平均残余应力趋势以及抛光后的表面硬度值分别与文献中记录的X射线衍射和微压痕测量结果具有良好的一致性。
大型真核基因组被包装到核的受限区域中,以保护遗传密码并提供一个专门的环境来读取,复制和修复DNA。基因组在染色质环和自我相互作用域中的物理组织提供了基因组结构的基本结构单位。这些结构排列是复杂的,多层的,高度动态的,并且影响了基因组的不同区域如何相互作用。通过增强剂促进剂相互作用在转录过程中的作用已得到很好的确定。不太了解的是核结构如何影响DNA复制和修复过程中染色质交易的大量交易。在这篇综述中,我们讨论了在细胞周期中如何调节基因组结构,以影响复制起源的定位和DNA双链断裂修复的协调。基因组结构在这些细胞过程中的作用突出了其在保存基因组完整性和预防癌症的关键参与。
