这是以下文章的同行评审版本:Wang,C.,LV,Z.,Mohan,M.P.,Cui,Z.,Liu,Z.,Jiang,Y.,Li,J.,Wang,C.,Pan,S.&Chen,X。(2021)。穿衣蛋白启发的可拉伸,微波启发性的Metascale。Advanced Materials,33(41),2102131-,已在https://doi.org/10.1002/adma.202102131上以最终形式出版。本文可以根据Wiley使用自构货币版本的条款和条件来将其用于非商业目的。
可穿戴电子产品是一种新兴技术,它实现了日常电子设备的灵活性、可穿戴性和舒适性,可广泛应用于电子皮肤[1–4]、自供电传感器[5]和健康监测[6,7]等各种应用。尽管在开发多功能可穿戴设备方面已经取得了长足的进步,但电源仍然是一个难以解决的挑战。电池和超级电容器尽管具有良好的稳定性和效率,但仍然受到寿命、刚性、体积、封装和安全性等问题的限制。[8,9]作为未来自供电技术的潜在候选者,摩擦电和压电纳米发电机(TENG 和 PENG)能够从环境(风、雨和潮汐能)和人体运动(行走、跑步、拍手和弯肘)中获取机械能,并将其转化为电能为可穿戴设备供电。 [10–15] TENG通过摩擦起电和静电感应的耦合效应产生电能,而PENG则利用压电材料变形产生的偶极矩将机械能转化为电能。两者都是很有前途的能源技术,可以满足绿色能源和可持续发展的苛刻要求。然而,这两种技术也各有优缺点。例如,由于压电材料封装方便、结构灵活,PENG通常具有更好的电稳定性和操作灵活性,但其电输出相对较低。相反,TENG通常具有更高的电输出,但是它们的工作机制,例如垂直接触分离和横向滑动模式,需要两种不同材料的相对位移,这限制了设备的配置和应用场景。因此,一种混合型TENG和PENG能量收集器(TPENG)结合它们的优点,以获得更高的功率输出并适应不同的应用,是非常可取的。
Al 2017 和 Al 2024 Carlson Nailon 1 , MF Mahmod 1,2 * 1 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja, Johor, MALAYSIA 2 结构完整性和监测研究小组, 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja,马来西亚柔佛州 *通讯作者指定 DOI:https://doi.org/10.30880/rpmme.2021.02.02.101 于 2021 年 8 月 10 日收到; 2021 年 11 月 28 日接受; 2021 年 12 月 25 日在线提供摘要:选择前腿座椅的飞机部件材料需要对其物理性能进行大量研究,例如强度、延展性、耐腐蚀性,这些也会受到材料生产工艺和零件生产工艺的影响。制造飞机前腿座椅的材料多种多样,即铝合金,Al 2017 和 Al 2024。本文对 Al 2017 和 Al 2024 进行了拉伸试验和疲劳试验模拟,分析是在相同条件和负载下使用 Ansys Workbench 进行的。这些测试是使用两个圆柱形狗骨试样按照几何标准完成的;拉伸试验模拟为 ASTM E8-16a,疲劳试验模拟为 ASTM E466-07。拉伸试验和疲劳试验模拟分析是在其中一个试样端部施加 100 kN 力并在另一个试样端部施加固定支撑的情况下进行的。本研究通过拉伸试验模拟得出的结果表明,Al 2024 具有较高的屈服强度和拉伸极限强度,分别为 280 MPa 和 895.67 Mpa。同时,疲劳试验模拟确定 Al 2017 和 Al 2024 的疲劳寿命值相同,均为 1x10^8。在疲劳损伤方面,Al 2024 的疲劳损伤较小,为 4172.2,这意味着其安全系数较低,为 4.7198。因此,在本研究中,Al 2024 强度更高,抗疲劳性能优异。关键词:拉伸模拟、疲劳模拟、Ansys Workbench、铝 2024、铝 2017
Al 2017 和 Al 2024 Carlson Nailon 1 , MF Mahmod 1,2 * 1 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja, Johor, MALAYSIA 2 结构完整性和监测研究小组, 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja,马来西亚柔佛州 *通讯作者指定 DOI:https://doi.org/10.30880/rpmme.2021.02.02.101 于 2021 年 8 月 10 日收到; 2021 年 11 月 28 日接受; 2021 年 12 月 25 日在线提供摘要:选择前腿座椅的飞机部件材料需要对其物理性能进行大量研究,例如强度、延展性、耐腐蚀性,这些也会受到材料生产工艺和零件生产工艺的影响。制造飞机前腿座椅的材料多种多样,即铝合金,Al 2017 和 Al 2024。本文对 Al 2017 和 Al 2024 进行了拉伸试验和疲劳试验模拟,分析是在相同条件和负载下使用 Ansys Workbench 进行的。这些测试是使用两个圆柱形狗骨试样按照几何标准完成的;拉伸试验模拟为 ASTM E8-16a,疲劳试验模拟为 ASTM E466-07。拉伸试验和疲劳试验模拟分析是在其中一个试样端部施加 100 kN 力并在另一个试样端部施加固定支撑的情况下进行的。本研究通过拉伸试验模拟得出的结果表明,Al 2024 具有较高的屈服强度和拉伸极限强度,分别为 280 MPa 和 895.67 Mpa。同时,疲劳试验模拟确定 Al 2017 和 Al 2024 的疲劳寿命值相同,均为 1x10^8。在疲劳损伤方面,Al 2024 的疲劳损伤较小,为 4172.2,这意味着其安全系数较低,为 4.7198。因此,在本研究中,Al 2024 强度更高,抗疲劳性能优异。关键词:拉伸模拟、疲劳模拟、Ansys Workbench、铝 2024、铝 2017
Al 2017 和 Al 2024 Carlson Nailon 1 , MF Mahmod 1,2 * 1 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja, Johor, MALAYSIA 2 结构完整性和监测研究小组, 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja,马来西亚柔佛州 *通讯作者指定 DOI:https://doi.org/10.30880/rpmme.2021.02.02.101 于 2021 年 8 月 10 日收到; 2021 年 11 月 28 日接受; 2021 年 12 月 25 日在线提供摘要:选择前腿座椅的飞机部件材料需要对其物理性能进行大量研究,例如强度、延展性、耐腐蚀性,这些也会受到材料生产工艺和零件生产工艺的影响。制造飞机前腿座椅的材料多种多样,即铝合金,Al 2017 和 Al 2024。本文对 Al 2017 和 Al 2024 进行了拉伸试验和疲劳试验模拟,分析是在相同条件和负载下使用 Ansys Workbench 进行的。这些测试是使用两个圆柱形狗骨试样按照几何标准完成的;拉伸试验模拟为 ASTM E8-16a,疲劳试验模拟为 ASTM E466-07。拉伸试验和疲劳试验模拟分析是在其中一个试样端部施加 100 kN 力并在另一个试样端部施加固定支撑的情况下进行的。本研究通过拉伸试验模拟得出的结果表明,Al 2024 具有较高的屈服强度和拉伸极限强度,分别为 280 MPa 和 895.67 Mpa。同时,疲劳试验模拟确定 Al 2017 和 Al 2024 的疲劳寿命值相同,均为 1x10^8。在疲劳损伤方面,Al 2024 的疲劳损伤较小,为 4172.2,这意味着其安全系数较低,为 4.7198。因此,在本研究中,Al 2024 强度更高,抗疲劳性能优异。关键词:拉伸模拟、疲劳模拟、Ansys Workbench、铝 2024、铝 2017
for Al 2017 和 Al 2024 Carlson Nailon 1 , M. F. Mahmod 1,2 * 1 机械与制造工程学院,Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja, Johor, MALAYSIA 2 结构完整性与监测研究小组,Faculty of Tun Hussein Onn Malaysia机械与制造工程, 敦侯赛因翁大学 马来西亚, 86400马来西亚柔佛州巴力拉惹 *通讯作者指定 DOI:https://doi.org/10.30880/rpmme.2021.02.02.101 收稿日期:2021 年 8 月 10 日; 2021 年 11 月 28 日接受; 2021 年 12 月 25 日在线发布 摘要:选择前腿座椅的材料飞机部件需要对其物理特性进行大量研究,例如强度、延展性、耐腐蚀性,这些特性也受到材料生产工艺和零件生产工艺的影响。是用于制造飞机前腿座椅的各种材料,即铝合金,Al 2017 和 Al 2024。在本文中,对 Al 2017 和 Al 2024 进行了拉伸试验和疲劳试验模拟,其中分析是在 Ansys Workbench 中完成的相同的条件和负载。这些测试是使用两个圆柱形狗骨样品完成的,遵循几何标准;拉伸试验模拟为 ASTM E8-16a,疲劳试验模拟为 ASTM E466-07。拉伸试验和疲劳试验模拟分析是在其中一个试件末端施加 100 kN 力,并在另一个试件末端施加固定支撑的情况下进行的。在
Al 2017 和 Al 2024 Carlson Nailon 1 , MF Mahmod 1,2 * 1 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja, Johor, MALAYSIA 2 结构完整性和监测研究小组, 机械和制造工程学院, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 86400 Parit Raja,马来西亚柔佛州 *通讯作者指定 DOI:https://doi.org/10.30880/rpmme.2021.02.02.101 于 2021 年 8 月 10 日收到; 2021 年 11 月 28 日接受; 2021 年 12 月 25 日在线提供摘要:选择前腿座椅的飞机部件材料需要对其物理性能进行大量研究,例如强度、延展性、耐腐蚀性,这些也会受到材料生产工艺和零件生产工艺的影响。制造飞机前腿座椅的材料多种多样,即铝合金,Al 2017 和 Al 2024。本文对 Al 2017 和 Al 2024 进行了拉伸试验和疲劳试验模拟,分析是在相同条件和负载下使用 Ansys Workbench 进行的。这些测试是使用两个圆柱形狗骨试样按照几何标准完成的;拉伸试验模拟为 ASTM E8-16a,疲劳试验模拟为 ASTM E466-07。拉伸试验和疲劳试验模拟分析是在其中一个试样端部施加 100 kN 力并在另一个试样端部施加固定支撑的情况下进行的。本研究通过拉伸试验模拟得出的结果表明,Al 2024 具有较高的屈服强度和拉伸极限强度,分别为 280 MPa 和 895.67 Mpa。同时,疲劳试验模拟确定 Al 2017 和 Al 2024 的疲劳寿命值相同,均为 1x10^8。在疲劳损伤方面,Al 2024 的疲劳损伤较小,为 4172.2,这意味着其安全系数较低,为 4.7198。因此,在本研究中,Al 2024 强度更高,抗疲劳性能优异。关键词:拉伸模拟、疲劳模拟、Ansys Workbench、铝 2024、铝 2017
增材制造金属的机械性能各向异性有几个物理原因。这些原因包括但不限于方向依赖的晶粒和相形态、晶体结构、定向孔隙率/缺陷以及与熔池、分层微观结构相关的异质性。所有这些在大多数增材制造工艺中都很普遍,很难区分它们在机械各向异性中的作用。本综述重点介绍那些试图或合理地隔离其中一个或两个来源的研究,而不是简单地报告机械性能的趋势。这不是一份涵盖所有增材工艺或机械性能的详尽综述;主要评估的是激光粉末床熔合 (LPBF) 金属和拉伸试验结果(模量、屈服强度、极限拉伸强度、伸长率和断裂表面分析)。总之,LPBF 合金的各向异性拉伸性能的主要来源是晶体结构、各向异性微观结构形态、熔合缺陷不足和熔池宏观结构。在各向异性微观结构中,与相和特征(例如晶界 α、沉淀物等)的优先分布相比,拉长的晶粒似乎是次要的。各向异性模量和屈服强度主要由晶体织构引起。晶体塑性模拟支持了这一点。各向异性伸长主要由各向异性微观结构形态、未熔合缺陷和熔池宏观结构引起。支持这一点的证据来自遵循这些特征的断裂表面。熔池宏观结构是最难通过实验从其他各向异性源列表中分离出来的。一组激光工艺参数和合金的发现并不具有指导意义。在将拉伸各向异性的原因与特定来源联系起来之前,必须对上述来源进行表征。需要制定表征和操纵晶体织构、孔隙率、晶粒和相形态以及熔池宏观结构的策略,以更好地理解和控制 AM 金属中的机械各向异性。
