1。在延性陶瓷,耐热陶瓷,圆锥形陶瓷,高压电陶瓷和高耐热陶瓷的生产中。
硅纳米结构已在现代微电子学中广泛使用。微电芯片中不断增加的整合密度不可避免地导致Si纳米结构的明显温度升高,这是承受大量热应力所必需的,以维持其适当的功能。si纳米结构也是许多新型纳米技术应用的基础,包括能量收集和存储,灵活且可拉伸的电子设备,传感器和纳米机械系统。[1]这些应用的可靠性问题要求对升高温度下的Si纳米结构的机械行为有基本的了解。在这里,我们报告了在RT至600 K的温度范围内单晶Si NWS的原位拉伸测试。[2]我们采用新开发的微电力系统(MEMS)[3-6]来进行透射电子显微镜(TEM)内的纳米热测试。该平台允许在不同温度下同时对原子尺度变形的TEM成像进行应力 - 应变测量。[2,7]基于MEMS的平台内置了一个片上加热器,从而使样品的受控加热。
摘要:改善脆性底物上纳米化薄膜的界面稳定性对于诸如微电子等技术应用至关重要,因为所谓的脆性 - 延性 - 延性 - 延性界面限制了其整体可靠性。通过调整薄膜特性,由于分层过程中的外部韧性机制,可以改善界面粘附。在这项工作中,在模型的脆性 - 凝胶界面上研究了膜微结构对界面粘附的影响,该模型由脆性玻璃底物上的纳米化cufim插头组成。因此,使用磁控溅射将110 nm薄的Cu纤维沉积在玻璃基板上。虽然在溅射过程中保持纤维厚度,残留应力和纹理的质地可比,但在沉积过程中和通过等温退火过程中,纤维微结构变化了,导致四个不同的cufifms产生了晶粒尺寸分布。然后使用应力的MO覆盖剂确定每个Cufim的界面粘附,这触发了直接自发扣的形状的Cufifm分解。每个薄膜的混合模式粘附能的范围从较大晶粒的膜的2.35 j/m 2到4.90 j/m 2的纤维,对于纳米晶粒量最高的薄膜。使用聚焦的离子束切割和通过共聚焦激光扫描显微镜对扣子进行额外研究,可以通过对扣的额外研究进行清晰的效果,以将其切换并量化固定在弯曲的薄膜中的弹性和塑性变形的量。关键字:薄膜粘附,脆性 - 延性界面,自发扣,纤维微观结构,纳米化的cufifms可以证明,具有较小晶粒的膜表现出在分层过程中吸收更高量的能量的可能性,这解释了它们较高的粘附能量。
通过使用专门的几何学机械测试样品,研究了在单轴和多轴载荷条件下,在单轴和多轴载荷条件下研究了由激光粉床融合添加剂制造制造的不锈钢304L的可塑性和延性裂缝行为。材料各向异性通过在两个正交材料方向上提取样品提取。发现实验测量的可塑性行为是各向异性和应力状态依赖性的。使用实验数据校准的各向异性丘陵48可塑性模型能够准确捕获这种行为。考虑损伤起始和最终断裂,使用了一种合并的实验 - 计算方法来量化延性断裂行为。使用各向异性霍斯福德 - 库仑模型来捕获各向异性和应力状态依赖性裂缝行为。©2021 Elsevier Ltd.保留所有权利。
晶粒尺寸是确定性的微观结构特征,可以使六角形封闭式(HCP)金属中变形的作用。尽管变形孪生是改善结构合金强度 - 降解性权衡的最有效机制之一,但随着晶粒尺寸的减少,其激活降低。这项工作报告了通过引入延性延展性的以身体为中心的立方体(BCC)纳米层接口的细粒度HCP微结构中变形孪生激活的发现。利用基于激光的添加剂制造的快速凝固和冷却条件,以获得精细的微观结构,并与强化的内在热处理结合使用,允许生成BCC纳米层。原位高能同步加速器X射线衍射允许实时跟踪机械孪生的激活和演变。获得的发现显示了延性纳米层的潜力,用于具有改善寿命跨度的HCP损伤耐受材料的新设计。
目录 1.0 简介 1 2.0 背景 12 2.1 识别关键疲劳敏感细节 12 2.2 断裂行为类型 15 2.3 断裂力学分析 16 3.0 断裂试验 35 3.1 试样制作、残余应力和材料特性 35 3.2 带结构细节的工字梁弯曲 41 3.3 带加筋壳的箱梁弯曲 45 3.4 带孔和 CCT 拉伸试样 47 4.0 试验分析 98 4.1 PD6493 计算 100 4.2 扩展裂纹的塑性极限载荷计算 111 4.3 计算施加 J 的有限元分析 112 4.4 J 估算方案 115 4.5 通过 J-R 曲线分析预测裂纹扩展121 4.6 Landes 归一化方法 125 4.7 通过裂纹张开角预测裂纹扩展 129 5.0 延性断裂模型在船舶结构中的应用指南 180 5.1 钢材和填充金属的规格 180 5.2 断裂力学试验方法 183 5.3 推荐的延性断裂模型 185 6.0 结论和进一步研究的建议 191 附录 1:HSLA-80 和 EH-36 材料的选定 J-R 曲线 附录 2:工字梁实验的实验数据 附录 3:箱梁实验的实验数据 附录 4:Cope-Hole 实验的实验数据 附录 5:样品应力强度因子计算 附录 6:工字梁和箱梁试件的极限载荷预测
将残余应力效应纳入塑性、断裂和疲劳裂纹扩展模型以评估铝制船舶结构的可靠性 1.0 目标。 1.1 本项目的目标是开发一种经过实验校准和验证的计算工具,该工具可准确预测结构铝合金在残余应力影响下因疲劳和延性断裂而产生的塑性响应和失效。该数值工具不仅可用于铝制船舶结构的可靠性评估和生存力分析,还可用于制定船舶设计和优化的断裂控制计划。 2.0 背景。 2.1 近年来,计算力学的快速发展使工程师能够分析复杂的船舶结构、评估结构可靠性和优化结构设计。因此,对更精确的材料模型的需求变得越来越明显;特别是当最小化设计裕度成为重量优化或延长寿命的方法时。 2.2 船舶结构可能会受到大海或事故(如碰撞和搁浅)造成的极端载荷条件的影响。军用舰船在作战中还要承受严峻的载荷,在极端条件下,舰船结构可能会发生较大的塑性变形,这种变形可能是单调的,也可能是循环的,从而导致结构失效。2.3 到目前为止,绝大多数结构分析采用经典的 J 2 塑性理论来描述金属合金的塑性响应,该理论假设静水应力和应力偏量第三不变量不影响塑性行为。然而,越来越多的实验证据表明,J 2 塑性理论中的假设对许多材料来说是无效的。Gao 等(2009)注意到 5083 铝合金的塑性响应与应力状态有关,并提出了 I 1 -J 2 -J 3 塑性模型。2.4 等效断裂应变通常用作延性断裂准则,人们普遍认为它的值取决于应力三轴性(Johnson and Cook,1985)。然而,最近的研究表明,单独的应力三轴性不足以表征应力状态对延性断裂的影响。Gao 等人(2009)开发了一种应力状态相关的延性断裂模型,其中失效等效应变表示为应力三轴性和应力偏差的第三不变量的函数,并且针对 ABS Grade DH36 钢校准了该断裂模型。2.5 Gao 团队(Jiang, Gao and Srivatsan;2009)的先前研究开发了一种不可逆内聚区模型来模拟疲劳裂纹扩展。该模型已成功针对 7075 铝合金进行校准,并预测了紧凑拉伸剪切试样中的疲劳裂纹扩展。数值结果捕捉了加载模式和过载对疲劳裂纹扩展速率的影响。2.6 焊接接头广泛应用于船舶结构。然而,它们给建模和分析带来了很大的复杂性,例如母材、焊件和热影响区的材料行为和特性不同;焊趾处的几何不连续性(这会改变应力分布并导致焊趾处出现高应力)和残余应力。这些因素加剧了施加在底层材料上的局部应力,降低了不考虑此类影响的材料模型的准确性。焊缝通常不会在结构尺度上以这种详细程度建模,但由于这些原因,故障通常会在这个区域开始
本文件包含两种船用钢 EH36 和 HSLA 80 的延性-脆性过渡区断裂的实验和分析研究结果。文中给出了使用不同应变速率的拉伸、夏比和断裂韧性试验结果。断裂韧性通过 J 积分和裂纹尖端张开位移 (CTOD) 来量化。弹塑性有限元分析与局部失效准则相结合,推导出过渡区 J 和 CTOD 试验的尺寸极限。通过实验和分析探索了 J 和 CTOD 之间的关系。理论夏比断裂韧性关系用于预测钢的 CTOD 过渡曲线。对多种钢的夏比和 CTOD 转变温度进行了比较。
描述了“3”ABsTnAcT 实验,揭示了 Fe-3Si 钢和普通碳钢板中缺口和裂纹前塑性区的三维特征。这些将平面应力状态定义为施加应力和板强度的函数。它们还为 DM(Dugdale - Muskhelishvili)模型作为平面应力下裂纹的试验性弹塑性解决方案提供了理论依据。描述了一种考虑加工硬化和速率敏感塑性变形的方法的改进方法。这样,无缺口拉伸性能(应力-应变曲线和面积减小)可用于计算塑性区尺寸、裂纹尖端位移和应变、裂纹延伸应力和断裂韧性,与实验结果一致。最后,该方法扩展到延性裂纹扩展,并用于计算