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World File Search System压缩载荷
Naresh Thadhani：2020 年 12 月 2 日
X 射线相衬成像 (X-PCI) 与先进光子源 (APS) 的动态加载平台相结合，用于提供通过增材制造 (AM) 制备的高固体负载聚合物复合材料的时间和空间分辨的冲击压缩响应。增材制造（3D 打印）提供的几何灵活性和多功能性开辟了控制材料性能并通过结构设计在功能上定制材料以适应特定应用的新途径。增材制造的材料可以具有广泛的结构特性，具有长度尺度的层次和工艺固有的异质性，例如不均匀的成分分布、界面、孔隙和裂纹。其中许多特征难以精确控制或避免。因此，了解微观和中观尺度结构属性和异质性如何影响受到冲击压缩载荷的聚合物复合材料的性能非常重要。我们分析了在 AFRL-Eglin 制造的增材制造聚合物复合材料（74vol% 颗粒在紫外线引发的甲基丙烯酸酯粘合剂中）的冲击压缩响应。单轴应变板撞击实验以不同的速度进行，撞击沿相对于打印图案的不同方向进行。时间分辨 X 射线相位对比成像 (X-PCI) 用作材料诊断的内部。通过以 ~154 纳秒时间分辨率和 2.45 微米空间分辨率的 X-PCI 跟踪观察到的冲击前沿的特征，我们能够确定冲击速度与粒子速度的状态方程 (EOS)。体积平均粒子速度也是从光多普勒速度 (PDV) 干涉测量捕获的表面运动中获得的，这表明与从 X-PCI 图像获得的粒子速度几乎一一相关。沿不同冲击方向的冲击压缩响应显示出线性冲击和粒子速度关系，没有明显的方向依赖性，这可能是由于实验中使用的 2 x 3 x 6 毫米样品的整体尺度上定向孔隙率可以忽略不计。样品中的内部变形场也通过对 X-PCI 图像进行数字图像相关 (DIC) 分析进行量化，从而首次评估了冲击压缩载荷下聚合物复合材料内部的平均应变场。总体结果证明了 X 射线 PCI 在探测与异质材料冲击压缩相关的“材料内”状态方程和内部应变方面的实用性和有效性。
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15. 补充说明 由船舶结构委员会及其成员机构赞助 16. 摘要 通过实验和数字方法研究了 78 个铝加筋原型板在轴向压缩载荷下的极限强度特性。本研究的目的是开发一种铝加筋板 ULS 设计方法的海洋应用。高强度铝合金越来越多地用于建造高速船以及其他类型的重量关键结构。过去，铝板结构的设计标准和程序主要基于结构部件的允许应力和简化的屈曲检查。然而，ULS 是结构设计的更好基础，因为仅使用线性弹性方法很难确定任何结构的实际安全裕度。如果要获得一致的安全措施，确定真实的极限状态至关重要，然后可以为不同尺寸、类型和特性的结构的比较提供更公平的基础。这项 SSC 研究是在韩国釜山国立大学进行的，得到了法国 Alcan Marine 的慷慨支持，该公司提供了所有材料，韩国韩进重工制造了 78 块原型面板。17. 关键词
综述：航空航天用铝合金的钻孔性能和孔质量
与其他金属和复合材料相比，铝具有制造工艺简单、耐腐蚀、重量轻和成本低等优点[7]。设计飞机结构的重要参数包括抗疲劳性、密度、断裂韧性、强度和耐腐蚀性[7]。此外，在静态重量下受到拉伸时，上侧会产生压缩载荷，而下侧则相反；因此，在飞行过程中需要仔细优化拉伸和压缩强度[7]。因此，铝作为最轻的金属，可以轻松取代其他金属并承受由于飞机大型化而增加的机翼压力载荷[8]。在这方面，航空航天工业使用不同类型的铝合金，其中一些在表2中给出。然而，常见的类别大多来自2xxx和7xxx系列[9]。2000系列合金具有良好的抗疲劳裂纹扩展能力并拥有卓越的损伤容限。因此，它们通常用于飞机的机身蒙皮和下机翼，其中断裂韧性（即抗裂纹扩展）是一个重要的设计参数 [6] 。 Al2024-T3 是机身结构中最常用的 2000 系列合金 [10] 。 7000 系列通常用于上机翼蒙皮，其中强度是主要的设计因素 [6] 。 Al7075-T6 是
文章 使用有限元方法研究 PDMS 材料制成的微柱片的压缩行为 Thitikan Pakawan 1,a , Tumrong Puttapituk
2 泰国微电子中心 (TMEC)、国家电子和计算机技术中心 (NECTEC)，Chachoengsao 24000，泰国 电子邮件：a thitikan.work@gmail.com，b fengtop@ku.ac.th（通讯作者），c nithi.atthi@nectec.or.th 摘要。泰国微电子中心采用软光刻技术和卷对卷工艺制造微柱片，用作海洋结构和医疗设备上的超疏水和超疏油表面涂层。本研究旨在使用 ANSYS Mechanical APDL 程序研究两种基底厚度分别为 1,910 µm 和 150 µm 的 PDMS 微柱片在压缩载荷下的适当本构模型和力学行为。本构模型包括 Mooney-Rivlin（2、3 和 5 个参数）、Ogden（1 阶、2 阶和 3 阶）、Neo-Hookean、多项式（1 阶和 2 阶）、Arruda-Boyce、Gent 和 Yeoh（1 阶、2 阶和 3 阶）模型，并与单轴压缩试验的实验数据进行曲线拟合。我们发现，对于低应变范围 （0.225）z，最准确的本构模型是 Mooney-Rivlin 5 参数模型。抗压强度和侧向破坏
一种适应性损害建模的自适应丽兹公式，以可变角度拖曳复合板
在这项工作中，提出，开发，实施和测试，用于分析具有损害启动和进化的可变角度拖曳复合板的自适应丽兹模型。使用一阶剪切变形理论表示板运动学表示，而在给定负载步骤处的板平衡方程是通过最小化结构势能来获得的。本构行为是在连续损伤力学框架内建模的。尤其是通过在拉伸或压缩载荷中定义与纤维和矩阵相关的不可逆伤害指数来跟踪损害的启动和演变。然后，通过假设能量最小化中主要运动学变量的多项式RITZ近似来获得离散方程。初步测试表明，该方法作为单域方法的应用如何引起有问题的虚假效应的出现，这与吉布斯人伪像有关，因为所选的多项式基础无法代表损害定位。因此，提出了一种自适应多域技术来规避此类问题，该问题已通过基准测试成功验证。最终，提出了有关在渐进式载荷下具有损害演变的可变角度拖放板的原始结果。
X60 钢屈曲行为的有限元分析
原件收到日期：2024 年 12 月 7 日 接受出版日期：2024 年 2 月 8 日 Mohammed Amine Khater 机械工程博士 机构：LaRTFM，奥兰国立理工学院 MA 地址：阿尔及利亚奥兰 电子邮件：m-amine.khater@enp-oran.dz Chaaben Arroussi 机械工程博士 机构：谢里夫大学 LPTPM 实验室 地址：阿尔及利亚奥兰 电子邮件：c.arroussi@univ-chlef.dz Sid Ahmed Memchout 物理学博士 机构：奥兰 1 大学 LPCMME 实验室 地址：阿尔及利亚奥兰 电子邮件：msidahmed@hotmail.fr 摘要 本研究使用先进的有限元分析全面研究了受到轴向压缩载荷的 X60 钢管的抗屈曲性能。我们精心开发了一个详细而复杂的三维数值模型，用于分析各种关键参数在不同条件下如何影响管道的屈曲行为。所研究的关键参数包括管道的几何形状，特别是其外径和壁厚、内部压力以及钢材的机械性能，例如屈服强度和抗拉强度。研究结果表明，临界屈曲载荷对管道外径、壁厚、内部压力和屈服应力以及其他机械性能的变化高度敏感。对有限元分析结果和分析模型得出的结果进行全面比较，发现外径和壁厚具有良好的相关性，但在屈服强度方面存在很大差异，这突出了需要进一步研究的领域。
通过固态增材制造制造多孔 Ti-6Al-4V ...
基于逐层熔化和凝固的功能金属部件增材制造会受到高温加工的不利影响，例如残余应力大、机械性能差、不必要的相变和部件变形。在这里，我们利用粉末颗粒的动能形成固态结合，并克服与金属高温加工相关的挑战。具体来说，我们将粉末加速到超音速冲击速度（~600 m/s），并利用高应变率动态负载引起的塑性变形和软化，在远低于其熔点（1626 ° C）的温度下（800 ° C、900 ° C）对 Ti-6Al-4V 粉末进行 3D 打印。通过采用低于临界粉末冲击速度的加工条件并控制表面温度，我们创建了具有空间控制孔隙率的机械坚固多孔金属沉积物（表观模量 51.7 ± 3.2 GPa、表观压缩屈服强度 535 ± 35 MPa、孔隙率 30 ± 2%）。将固态 3D 打印 Ti-6Al-4V 的机械性能与通过其他增材制造技术制造的机械性能进行比较时，压缩屈服强度最高可高出 42%。固态打印多孔 Ti-6Al-4V 的后热处理改变了沉积物在压缩载荷下的机械行为。此外，3D 打印多孔 Ti-6Al-4V 被证明与 MC3T3-E1 SC4 鼠前成骨细胞具有生物相容性，表明这些材料具有潜在的生物医学应用。我们的研究展示了一种单步固态增材制造方法，用于生产比传统高温增材制造技术强度更高的生物相容性多孔金属部件。
3D 打印聚乳酸的压阻特性 (...
摘要：人们对 3D 打印在传感器制造中的应用越来越感兴趣。使用 3D 打印技术为制造几何和功能复杂的传感器提供了一种新方法。这项工作介绍了对 3D 打印热塑性纳米复合材料在施加力下的压缩的分析。获得了相应电阻变化与施加负载的响应，以评估打印层作为压力/力传感器的有效性。聚乳酸 (PLA) 基质中的多壁碳纳米管 (MWNT) 和高结构炭黑 (Ketjenblack) (KB) 被挤出以开发可 3D 打印的细丝。研究了创建的 3D 打印层的电和压阻行为。MWNT 和 KB 3D 打印层的渗透阈值分别为 1 wt.% 和 4 wt.%。厚度为 1 mm 的 PLA/1 wt.% MWNT 3D 打印层表现出负压系数 (NPC)，其特征是，当压缩载荷增加至 18 N 且最大应变高达约 16% 时，电阻会下降约一个数量级。在力速率为 1 N/min 的循环模式下，PLA/1 wt.% MWNT 3D 打印层表现出良好的性能，压阻系数或应变系数 (G) 为 7.6，压阻响应幅度 (A r) 约为 -0.8。KB 复合材料在循环模式下无法显示稳定的压阻响应。然而，在高力率压缩下，PLA/4 wt.% KB 3D 打印层导致大灵敏度的响应（Ar=-0.90）并且在第一个循环中不受噪声影响，具有 G = 47.6 的高值，这是一种高效的压阻行为。
用于防爆导流板的功能梯度 NPR（负泊松比）材料
Krishan Bishnoi Farzad Rostam-Abadi 美国陆军 TARDEC 沃伦，密歇根州 摘要 一种功能分级 NPR（负泊松比）材料概念已被开发用于陆军的一项关键应用——防爆。目标是开发一种综合计算设计方法和创新的结构材料概念，用于防爆导流板，该导流板可以将材料集中到最需要的区域，并利用爆炸能量调整其形状，以提高爆炸缓解和乘员保护。计算设计方法包括最佳导流板形状设计和最佳 NPR 材料分布，以进一步提高防护效果，同时最大限度地降低车辆的 CG 高度和导流板的重量。使用这种新概念制造的结构会对爆炸做出反应，并在爆炸力下重新配置，以提供最大的防爆保护。所介绍的研究工作包括两种基本的导流板设计方法：最佳导流板形状设计和创新导流板中的最佳 NPR 材料配置和分布。引言负泊松比 (NPR) 材料也称为膨胀材料 [1-2]，由于其独特的行为而备受关注。与传统材料不同，NPR 材料沿垂直方向压缩时可能会收缩，这导致材料在压缩载荷下可以自身集中以更好地抵抗载荷的独特特性。当载荷幅度增加时，它也会变得更硬、更坚固。研究发现，NPR 可以改善材料/结构性能，包括增强的耐热/抗冲击性、断裂韧性、抗压痕性和剪切模量等 [1-3]。人们研究了一系列人造 NPR 材料/结构，例如键合砖结构、典型的多孔材料（蜂窝和泡沫）、微孔聚合物和分子 NPR 材料，其中一些已经成功制造 [4-7]。作者开发了一种三维版本的 NPR 材料 [8]，具有多种应用潜力，包括图 1 所示的防爆结构。
利用相关事后拉曼和 TEM 研究纳米压痕引起的硅结构变化与温度的关系
硅仍然是技术上最重要的材料之一，广泛应用于各种微电子和微机电系统 (MEMS) 设备和传感器。几十年的深入工业研究已经带来了一些最先进的硅材料加工路线，但有关其机械性能的一些细节仍然是个谜。这并不是因为缺乏努力，而是因为其复杂性。就变形机制而言，位错塑性、断裂和各种相变都是可能的，具体取决于加载速率、应力状态、尺寸、温度、杂质的存在等。本研究重点关注硅中的相变，这种相变发生在以压缩载荷为主的围压下 [1-3]。这使得仪器压痕成为诱导此类行为的流行选择 [4,5]，我们在各种温度下都进行了这种测试。本研究的独特之处在于联合使用了两种事后显微镜技术：压痕的拉曼映射和聚焦离子束 (FIB) 加工提升的透射电子显微镜 (TEM)。这样做是为了试图更详细地了解不仅发生了哪些相变，而且了解它们在空间中的分布情况以及这种相变与压头下方局部应力状态的关系。在高温下，使用配备 800C 的 Hysitron PI88 原位 SEM 压痕和配备金刚石 Berkovich 尖端的原型高真空平台纳米压痕系统测试了具有 <001> 取向和 p 型掺杂的硅晶片，电阻率为 0.001-0.005 Ω-cm，相当于 1x1019 - 1x1020 cm-3 硼掺杂。沿着压痕的对角线准备提取件，从而将一个面和一个角一分为二。在减薄和转移到半网格之前，先沉积保护性铂。样品制备采用 FEI Versa 3D 双束和 EasyLift 操纵器（Thermo Fischer Scientific，希尔斯伯勒），并使用在明场中以 300keV 运行的 Technai F30 TEM 进行成像。图 1 显示了硅从室温到 450°C 的纳米压痕行为变化的摘要。其中，硬度最初随着温度升高到大约 150°C，然后开始稳步下降。这是一个相当有趣的观察结果，因为当性能由位错塑性介导时，硬度和屈服强度通常会随着温度的升高而降低 - 这表明在低温范围内其他行为占主导地位。这也体现在压痕的后期 SEM 成像中，因为在室温下会出现剥落，在 100°C 时会消失，然后在 200°C 时变成延性流动。剥落归因于卸载过程中晶格膨胀的相变。图 2 展示了一些关于解释这种硬度变化的变形机制变化的理解，其中显示了事后拉曼图和 TEM 图像。此处，室温拉曼图显示压头压痕下有一个强烈的相变区域，这从 TEM 成像中也可以看出来。当温度升高到 100°C 时，拉曼光谱显示从非晶态、R8 和 BC8 硅相的复杂混合物急剧转变为六方相和金刚石立方体相。事后 TEM 也显示相变区域的变化，特别是总相变材料的减少。在 200°C 时，拉曼光谱显示为金刚石立方体，含有少量六方材料。TEM 显示压痕下似乎以孪生塑性为主，几乎没有明显的相变材料。