在本技术演讲中,将介绍并简要强调/讨论金属基复合材料或金属基复合材料领域特有的一些显著属性和复杂性,这些复合材料是一种经济实惠且可能可行的金属替代品或替代品,可用于性能关键和非性能关键应用中。将介绍并简要讨论微观结构对铝合金基金属基复合材料的准静态、循环疲劳和最终断裂行为的影响的复杂性。所选铝合金金属基复合材料的试件在单轴拉伸和循环疲劳下均发生变形。循环疲劳试验是在应力控制(高周疲劳)和应变控制(低周疲劳)下进行的。考虑到载荷性质、内在微观结构效应、复合材料微观成分的变形特性和断裂的宏观方面相互竞争和相互作用的影响,将合理化内在微观结构效应和内在微观机制在控制工程复合材料的变形和断裂行为方面的共同影响。
我们利用DCB试验验证了该软件。利用开发的软件对图7所示的DCB试验进行了模拟。计算模型为半对称模型。两层CFRP单向铺层堆叠在一起,每层厚度为1.98 mm。初始裂缝为55 mm,从裂缝尖端到试件末端放置一个粘结单元来模拟界面。界面以外的部分被划分为六面体主单元。表5 [9]显示了CFRP的正交各向异性弹性性能。下标1、2和3表示三个正交轴。轴1是纤维方向。E、G和ν分别是弹性模量、剪切模量和泊松比。界面材料性能如表6 [9]所示。G IC 、K和T分别是拉伸方向上的I型断裂韧性值、界面刚度和界面强度。在本模拟中,剪切方向的断裂韧性值、界面刚度和界面强度设置为与拉伸方向相同的值。
摘要 空军研究实验室增材制造建模挑战系列的挑战 4 要求参赛者根据 IN625 试件的实验数据和广泛表征,预测几种特定挑战晶粒在拉伸载荷期间的晶粒平均弹性应变张量。在本文中,我们介绍了解决此问题的策略和计算方法。在比赛阶段,直接使用来自实验的特征化微观结构图像,通过基于遗传算法的材料模型识别方法预测某些挑战晶粒的机械响应。随后,在比赛后阶段,引入了一种基于适当广义分解 (PGD) 的降阶方法来改进材料模型校准。这种数据驱动的降阶方法非常有效,可用于识别力学和材料科学领域中的复杂材料模型参数。已经报告了原始预测和重新校准的材料模型的绝对误差结果。预测表明,整体方法能够处理局部响应识别的大规模计算问题。重新校准的结果和加速表明使用 PGD 进行材料模型校准的前景看好。
摘要:在发射环境中,卫星承受着严重的动态载荷。发射环境中的这些动态载荷可能导致有效载荷故障或任务失败。为了提高卫星的结构稳定性并使太空任务可靠地执行,必须有一个减少结构振动的加固结构。然而,对于有源小型SAR卫星,质量要求非常严格,这使得很难应用额外的结构来减振。因此,我们开发了一种碳纤维增强塑料(CFRP)基层压补片,以获得具有轻量化设计的减振结构,以提高S-STEP卫星的结构稳定性。为了验证基于CFRP的补片的减振性能,在试件级别进行了正弦和随机振动试验。最后,通过正弦和随机振动试验对带有所提出的基于CFRP的层压补片的S-STEP卫星的结构稳定性进行了实验验证。验证结果表明,基于CFRP的层压补片是一种有效的解决方案,可以有效降低振动响应,而无需对卫星结构设计进行重大更改。本研究开发的轻量化减振机制是保护振动敏感部件的最佳解决方案之一。
摘要:传统的制备金属—陶瓷复合结构的方法,由于金属与陶瓷材料之间的热膨胀系数等性能差异,容易产生分层、开裂等缺陷。激光定向能量沉积(LDED)技术具有在成形过程中可以改变材料成分的独特优势,该技术可以克服成形复合结构时存在的问题。本研究利用LDED技术制备了多层复合结构,不同的材料采用各自合适的工艺参数进行沉积。先沉积一层Al 2 O 3 陶瓷,再沉积三层NbMoTa多主元合金(MPEA)作为单一复合结构单元。在φ20 mm×60 mm圆柱体上表面成形了由多个复合结构单元组成的NbMoTa–Al 2 O 3 多层复合结构试件,耐磨性较NbMoTa提高了55%。平行成形方向电阻率为1.55×10 − 5 Ω×m,垂直成形方向电阻率为1.29×10 − 7 Ω×m,成功获得了一种电各向异性的新型材料,本研究为智能材料及新型传感器的制备提供了实验方法和数据。
通函附录 2 号314-04-1862c,日期为 2022 年 11 月 22 日,《远洋船舶入级与建造规范》,2022 年,ND 号2-020101-152-E 第十四部分。焊接 2 焊接技术要求 1 第 2.10.1 和 2.10.2 款由以下文字替代:ʺ 2.10.1 焊接操作允许采用以下焊接工艺进行:111、131、141、43,这些工艺应确保焊接接头质量良好,具有最大强度、化学成分与母材相似,并具有足够的耐腐蚀性。2.10.2 焊接接头应尽可能位于承受最小应力的区域。焊接余高只能在经登记处特别批准后才能拆除。ʺ。2 2.10.10 款由以下内容替代:ʺ 2.10.10 摩擦搅拌焊的应用。摩擦搅拌焊 (FSW) 程序应基于 ISO 25239:2020 的要求。根据适用程序,FSW 分为双面单道焊、双面多道焊或带可调探头工具的单面焊接。《船舶建造与船舶材料及产品制造技术监督规范》第3篇“材料制造技术监督”4.1、4.4.7、4.5.10和7.6条规定了焊接操作人员持证上岗和FSW生产工艺认可的要求。2.10.10.1 FSW可适用于采用双面单道焊工艺、双面多道焊工艺或单面可调式探头工装的对接焊缝。FSW可采用单肩工装(可调式探头)或双肩工装(由不带力控制的固定长度探头和带力控制的可调长度探头分开)进行。2.10.10.2 对于无支撑面的 FSW 焊接接头,仅可采用双面单道焊或双面多道焊。2.10.20.3 FSW 焊接设备。焊接设备和 FSW 工具应能够产生符合规定验收水平要求的焊缝。焊接设备应保持良好状态,必要时应进行维修或调整,并应在公司的文件中说明。安装新设备或翻新设备后,应进行适当的测试以验证设备是否正常运行,并应在公司的文件中说明。应通过 FSW 设备进行参考参数的再现性测试,以证明焊接设备可以重复生产符合表 3.3.5 规定的验收水平的焊缝。为此,在以下情况下,应在通过焊接工艺认证的范围内并符合认证条件进行试件焊接和试件机械试验:
图例:1) 这是用于制造此材料的 PE-UHMW 树脂(不考虑任何添加剂)的平均摩尔质量。它是通过 Margolies 方程式 M = 5.37 x 10 4 x 1.49 计算得出的,其中 为特性粘度(Staudinger 指数),根据 ISO 1628-3:2001 使用十氢萘作为溶剂(浓度为 0.0002 g/cm³)进行粘度测量得出。2) 根据 ISO 62 中的方法 1 并在 Ø 50 mm x 3 mm 的圆盘上进行。3) 这些属性的数据大部分来自原材料供应商数据和其他出版物。4) 耐高温时间至少为 20,000 小时。经过这段时间后,抗拉强度(在 23 °C 下测量)会比原始值下降约 50 %。因此,此处给出的温度值基于发生的热氧化降解,会导致性能下降。但请注意,最高允许使用温度在许多情况下主要取决于材料所受机械应力的持续时间和大小。5) 冲击强度随温度降低而降低,最低允许使用温度实际上主要取决于材料受到冲击的程度。此处给出的值基于不利的冲击条件,因此不能被视为绝对的实际极限。6) 这些估计等级来自原材料供应商数据和其他出版物,并非旨在反映材料在实际火灾条件下呈现的危险。这些库存形状没有“UL 文件编号”。 7) 给出的材料力学性能数据大部分为干法试验平均值,试验样品由厚度为 15-20 mm 的板材或直径为 40-50mm 的棒材加工而成,试验样品从坯料中取下,长度方向为纵向(平行于挤压方向)。8) 试验样品:1B 型9) 试验速度:5 或 50 mm/min [根据 ISO 10350-1 选择,取决于材料的延展性(韧或脆)10) 试验速度:1 mm/min。11) 试验样品:圆柱体 Ø 8 mm x 16 mm12) 试验样品:棒材 4 mm(厚度)x 10 mm x 80 mm;试验速度:2 mm/min;跨度:64 mm。13) 所用摆锤:4 J。14) 所用摆锤 25J。 15) 在 10 毫米厚的试件上测量。16) 测试程序类似于测试方法 A:“销盘式”测试,如 ISO 7148-2 所述,负载 3MPa,滑动速度 = 0.33 米/秒,配合钢板 Ra= 0.7-0.9 微米,在 23°C、50%RH 下测试。17) 电极配置: 25 毫米 / 75 毫米同轴圆柱体;根据 IEC 60296 浸入变压器油中;1 毫米厚的试件。
飞机蒙皮是飞机的重要组成部分,其完整性影响着飞机的飞行性能和安全性能。以超声无损检测为核心的损伤检测技术在飞机蒙皮损伤检测中发挥了重要作用。由于飞机蒙皮检测难度大,单纯依靠超声A扫设备检测效率很低,引入人工智能可以有效提高检测效率。本文建立了一维卷积神经网络与单发多框检测器网络,在SSD网络基础上利用空洞卷积提高超声探头的实时跟踪,同时引入1DCNN对超声A扫信号进行分类,最后将二者的检测结果结合起来实现对飞机蒙皮内部状况的反映。经测试,该算法可以识别蒙皮模拟试件,其识别准确率为96.5%,AP为90.9%,kappa值为0.996。将改进的SSD网络与SSD、YOLOv3、Faster R-CNN等网络进行对比,结果表明本文采用的改进网络更加优秀、有效;同时研究了四类优化算法、五种学习率的检测效果,最终得出对应的信号分类模型采用Adam,学习率为0.0001时效果最好。
摘要:激光增材制造(LBAM)是一组用于生产金属部件和功能分级产品的先进制造工艺。LBAM的生产要么局限于通过激光金属沉积在基体上形成薄或厚的涂层,要么局限于通过选择性激光熔化生产具有完整功能的金属产品。在每种情况下,LBAM制造的部件都需要对工艺参数进行优化,以避免出现孔隙、裂纹、热变形和机械强度等缺陷。激光扫描路径规划作为激光增材制造(LAM)过程中的关键环节,是平衡成形件温度场、避免应力集中、防止变形和开裂的有效策略。高效、准确、合理的激光扫描路径规划对于提高工艺数据的处理效率、延长激光扫描系统的寿命、提高试件的成形质量具有重要意义。通过大量研究发现,激光的扫描模式对成形过程中的力学性能和热失配引起的变形有显著的影响。因此,深入了解 LBAM 中的路径规划至关重要。我们的综述主要关注扫描模式对 LBAM 中变形、温度和机械性能的影响。最后,我们的论文讨论了当前研究的局限性以及 LAM 技术的一些未来研究。© 2021 光学仪器工程师协会 (SPIE) [DOI: 10.1117/1 .OE.60.7.070901]
摘要:本研究采用定向能量沉积(DED)工艺在SCM420基体上沉积Fe-8Cr-3V-2Mo-2W工具钢粉末。本研究重点研究了沉积的Fe-8Cr-3V-2Mo-2W的力学性能以及热处理对其的影响。观察了沉积后热处理引起的沉积区域微观结构特征的变化。然后分析了热处理对力学性能的影响,并对沉积材料进行了硬度、磨损、冲击和拉伸试验。将这些性能与商用工具钢粉末M2沉积材料和渗碳试件的性能进行了比较。在沉积的Fe-8Cr-3V-2Mo-2W层中,通过后热处理获得了增加的马氏体相分数,并且碳化物析出量也增加了。这使得热处理后的硬度从48 HRc增加到62 HRc,耐磨性也显着提高。吸收的冲击能量从热处理前的 11 J 降低到热处理后的 6 J,但抗拉强度却从 607 MPa 大幅提高到 922 MPa。与 M2 沉积表面相比,Fe-8Cr-3V-2Mo-2W 沉积物的表面硬度降低了 3%,断裂韧性降低了 76%,但抗拉强度提高了 56%。与渗碳 SCM420 相比,Fe-8Cr-3V-2Mo-2W 沉积物的表面硬度和耐磨性提高了 3%,断裂韧性降低了 90%,抗拉强度提高了 5%。这项研究表明,与渗碳相比,通过 DED 进行的表面硬化可以表现出相似或更优异的机械性能。