摘要:316L 不锈钢是多种关键应用的首选材料,这些应用需要兼具机械强度和耐腐蚀性,例如在生物医学领域。增材制造 (AM) 技术可以为新的设计解决方案铺平道路,但与传统加工路线相比,微观结构、缺陷类型和表面特性存在很大差异,因此评估 AM 材料和组件的长期耐久性至关重要。本文对最近大量研究 AM 316L 疲劳的文献进行了全面回顾,重点对比了不同的 AM 技术与传统工艺,以及加工和后处理方面对疲劳强度和寿命的影响。总体疲劳数据相当分散,但可以清楚地看到疲劳性能对表面光洁度、构建方向和热处理类型的依赖性,以及不同打印工艺的影响。还对文献中提出的不同测试方法进行了批判性讨论,强调需要共享实验测试协议和数据呈现,以便更好地理解疲劳行为和加工参数之间的复杂相关性。
本研究考察了孔隙度对髋臼钢焊接件抗疲劳性的影响。进行了文献综述以确定控制含孔隙焊缝疲劳寿命的参数。开发了一个预测模型,结合这些参数来考虑疲劳的开始和扩展。使用该模型检查了四种类型的孔隙度:单孔隙度、均匀孔隙度、共线孔隙度和簇孔隙度。研究并讨论了模型对参数(板厚、应力比、残余应力、孔隙大小和孔隙类型)的敏感性。从 SL-7 负载历史数据开发了可变幅度负载历史,并用于预测实际使用寿命。这项研究的主要结论是,如果焊缝增强层保持完整,那么焊缝中的孔隙度无关紧要。如果去除增强层,孔隙度的类型和大小将控制疲劳寿命。当受到服务清单的影响时,预计焊缝在任何正常设计寿命内都不会失效。最后,结果与美国船级社的船体焊缝无损检测规则相关。从保守的角度来看,该规范是保守的。
摘要 将含有大量铋 (Bi)、锑 (Sb) 和铟 (In) 合金添加剂的多种高性能无铅焊料合金的耐热疲劳性与近共晶 SAC305 (Sn3.0Ag0.5Cu) 焊料合金进行了比较。该研究使用带有零欧姆 1206 表面贴装片式电阻器的菊花链测试板作为测试工具。热循环采用三个不同的热循环曲线(0/100°C、-40/125°C 和 -55/125°C)进行,以满足电信、消费和航空航天/国防工业的资格要求。将焊料合金的相对热循环性能与早期研究使用两个球栅阵列测试组件的结果进行了比较。在之前的研究中,片式电阻器的合金性能排序与 BGA 组件不同。结果强调了使用多个测试组件来更彻底地了解新合金系统的热循环行为性能的重要性。使用威布尔统计、微观结构表征和故障模式分析来比较合金性能。
摘要:近年来,Inconel 625 的工业应用显著增长。这种材料是一种镍基合金,以其耐化学性和机械性能而闻名,尤其是在高温环境下。通过金属增材制造 (MAM) 生产的零件的疲劳性能在很大程度上取决于其制造参数。因此,表征由给定参数组生产的合金的性能非常重要。本研究提出了一种表征 MAM 零件机械性能的方法,包括通过激光定向能量沉积 (DED) 进行材料生产参数化。该方法包括在 DED 生产微型样品后对其进行测试,并由通过实验数据开发和验证的数值模型支持应力计算。本文讨论了通过 DED 生产的 Inconel 625 的广泛机械特性,重点是高周疲劳。使用微型样品获得的结果与标准尺寸样品非常一致,因此即使在某些塑性效应的情况下也验证了所应用的方法。至于高周疲劳性能,通过 DED 生产的样品表现出良好的疲劳性能,可与其他竞争金属增材制造 (MAMed) 和传统制造的材料相媲美。
摘要:本研究调查了使用 CO₂ 激光焊接工艺生产的 AISI 304 钢焊缝的机械和微观结构行为。重点是了解不同焊接条件对 2 毫米厚钢板的影响。焊接在三种条件下进行:无根部开口的自热焊、使用填充金属的 1 毫米根部开口焊接以及使用填充金属但没有根部开口的焊接。使用扫描电子显微镜 (SEM)、显微硬度测试、单轴疲劳测试和随后的断口检查分析了接头。微观结构分析表明,在所有条件下,自热焊缝中存在大量孔隙,并且主要形成 delta 铁素体和板条状铁素体相。在机械性能方面,自热焊缝在母材中表现出断裂,而使用填充金属的焊缝在焊缝金属附近表现出断裂。尽管平均抗疲劳性存在明显差异,但自热焊缝和使用填充金属但没有根部开口的焊缝表现出更高的失效循环次数。关键词:激光焊接,不锈钢,微观组织,力学性能,疲劳 1. 引言
简介 螺旋锥齿轮是高精度、高成本的部件,用于几乎所有现代旋翼飞机的主要动力传动系统。这些齿轮的生产是一个复杂的过程,首先要用高质量的航空钢(如 AMS 6265)锻造形状。将形状粗加工成精确的 3-D 几何形状,然后进行热处理以达到所需的强度特性,从而提供所需的表面耐用性和抗弯曲疲劳性组合。通过精磨和喷丸处理实现最终的几何形状和表面光洁度。完整的加工周期可能需要 6 到 9 个月,因此需要很长时间才能采购新的生产部件。新飞机的生产——加上对从伊拉克和阿富汗服役回来的飞机的大修——导致了对新生产的螺旋锥齿轮需求非常高的局面。原始设备制造商和政府都密切监控可用的齿轮资产,以确保有足够的供应用于新生产和大修。这种情况给获取螺旋锥齿轮资产以开展研究和开发项目带来了巨大挑战。先前的一项研究(参考文献 1)表明,现有的超精加工方法(化学辅助振动工艺)可以修复表面损伤较小的直齿轮和斜齿轮的有效齿面。可以实现显著的成本节约
纤维金属层压板 (FML) 是组合粘合结构大家族中的一员,由薄金属板和纤维增强聚合物层粘合而成 [1]。FML 的混合概念因其卓越的抗疲劳性能以及抗冲击、耐腐蚀等优异的机械特性而闻名。FML 的一种变体 Glare 由交替粘合在一起的薄铝板和玻璃纤维环氧层制成,已被大规模用作空客 A380 的机身蒙皮和尾翼前缘蒙皮材料。与整体式金属板相比,FML 的卓越疲劳性能归因于疲劳裂纹尖端尾流中完整纤维提供的桥接机制,如图 1 所示。抗疲劳纤维保持完整并抑制金属层中裂纹的张开,从而使载荷从破裂的金属层转移到桥接纤维。这种桥接机制显著提高了金属层对疲劳裂纹扩展的抵抗力,因为它降低了裂纹尖端的应力严重程度。同时,由于开裂的金属层和桥接纤维之间以剪切形式传递的循环载荷,在复合材料/金属界面处发生了分层,这是 FML 中的一种伴随失效机制 [2] 。FML 中显著改善的抗疲劳性以及失效机制非常具有代表性,在一般组合结构中非常具有代表性
牙齿树脂复合材料由于能够模仿牙齿的自然外观而广泛用于恢复牙科[1]。这些材料由树脂基质和无机填充剂的混合物组成,这些混合物负责复合材料的机械性能。了解树脂复合材料的机械性能对于成功在牙科修复中的应用至关重要。在本文论文中,我们将探讨牙齿树脂复合材料的各种机械性能及其在临床性能中的重要性。此外,我们将讨论影响这些属性和该领域最新发展的因素。牙齿树脂复合材料旨在承受咀嚼和咬伤的力,同时与自然牙齿结构无缝混合。这些复合材料的机械性能在确定其耐用性,强度和对磨损和断裂的耐药性方面起着至关重要的作用[2]。了解这些特性对于牙科专业人员必须在修复过程中选择和应用树脂复合材料做出明智的决定[3]。除了传统的机械性能,例如抗压强度,弯曲强度和耐磨性外,最近的研究还研究了更复杂的特征,例如牙齿树脂复合材料的断裂韧性,微力学行为和抗疲劳性[4]。这些特性为临床环境中材料的寿命和适应性提供了宝贵的见解,使临床医生能够量身定制其治疗计划,以满足每个患者的特定需求[5]。
电场诱导转变发生在具有多种现象的无数系统中,由于其在许多应用中的重要性,引起了广泛的科学兴趣。本综述重点介绍钛酸铋钠 (BNT) 基材料中发生的电场诱导转变,BNT 基材料被认为是一类重要的无铅钙钛矿,是多种应用领域中铅基化合物的可能替代品。BNT 基系统通常被归类为弛豫铁电体,其特征是复杂结构会经历各种电场驱动现象。本综述讨论了晶体结构对称性、畴结构和宏观特性的变化与成分、温度和电负载特性(包括幅度、频率和直流偏置)的关系。八面体倾斜与极化和应变之间的耦合机制以及其他微观结构特征被认为是介导局部和整体电场诱导响应的重要因素。通过强调遍历性对双极和单极循环中域演变和抗疲劳性的影响,讨论了场诱导转变对电疲劳的作用。全面讨论了场诱导转变在关键应用(包括储能电容器、致动器、电热系统和光致发光设备)中的相关性,以确定材料设计标准。最后对未来的研究进行了展望。
摘要:天然橡胶已在海洋环境中成功使用多年。然而,大多数应用涉及低动态载荷。由于海洋能量回收的出现,波浪和潮汐能转换器正在开发中。在一些这样的装置中,橡胶受到严重的循环载荷,与它们以前在空气或水中的使用非常不同。因此,这种橡胶必须适合在高疲劳载荷的海水中长期使用。本文介绍了一项使用新型疲劳机的研究,该研究可以将橡胶在海水中的疲劳行为与在空气中的疲劳行为进行比较。结果表明,当天然橡胶在海水中使用时,非松弛条件对其疲劳寿命的益处会显著降低,尤其是在最小应变与最大应变之比 R = 0.2 时。为了理解这一新结果,研究了疲劳循环过程中抗氧化剂和最小应变的影响。发现抗氧化剂的影响在海水和空气中是相同的,即稳定剂水平的增加会导致疲劳寿命的增加,因此看来抗氧化剂的浸出并不是海水中疲劳寿命减少的根源。值得注意的是,当天然橡胶在海水中完全松弛循环中使用时,不会发生这种失效循环次数的减少,这表明应变诱导结晶(非松弛循环对抗疲劳性的有益影响的原因)可能会受到海水的不利影响,此时最小应变与最大应变之比 R 等于 0.2。亮点