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World File Search System延性
暴露于伽马辐射的 3D 打印材料的拉伸强度
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钢桥的疲劳和断裂设计和评估
弗吉尼亚州阿灵顿 22201 FHWA 15.补充说明 FHWA 合同官员代表：Melonie Barrington，P.E.，PMP FHWA 技术经理：Brian M. Kozy，Ph.D.，P.E.Michael Baker 首席研究员：Mary P. Rosick，P.E.Michael Baker 项目经理：Kenneth E. Wilson，P.E.，S.E.，PMP 16.摘要 本手册解释了与钢桥疲劳和断裂相关的问题，包括分析、设计、评估、修复和改造。第 1 章介绍了疲劳和断裂，以及参考手册的介绍。第 2 章首先讨论钢结构中的开裂，包括裂纹行为、钢结构中不连续性的来源、影响疲劳和断裂的应力性质以及钢的脆性和延性行为。第 3 章提供断裂力学的基础知识，涵盖断裂控制、疲劳开裂评估和断裂力学作为定量工具等主题。第 4 章描述疲劳行为，包括不连续性和应力集中、生产和制造对疲劳的影响、作为设计极限基础的测试以及环境影响。第 5 章描述疲劳分析，并提供近似和精细分析方法的信息，包括局部应力分析。第 6 章介绍了 AASHTO LRFD 桥梁设计规范中提出的疲劳设计方法，并解释了基本疲劳极限状态方程、各种 AASHTO 疲劳细节类别、有限寿命和无限寿命之间的差异以及疲劳应力范围和分解公称抗力的计算，包括疲劳的分步设计示例。第 7 章介绍了断裂控制，包括设计、制造和检查，并涵盖了冗余、约束诱导断裂和总断裂控制计划等主题。第 8 章介绍了 AASHTO 疲劳评估方法，包括剩余疲劳寿命评估、基于 AASHTO 桥梁评估手册的疲劳寿命估计以及“负剩余寿命”桥梁细节的剩余疲劳寿命。第 9 章介绍了结构的评估、修复和改造，并提供了几种常见疲劳细节、一般修复和改造策略以及约束引起的断裂、超高车辆碰撞和适用性分析的描述。最后，第 10 章介绍了非焊接部件，例如组合构件、螺栓和杆以及混凝土钢筋。此外，附录 A 描述了基于 SHRP2 项目 R19B 的疲劳校准。
2022 年国际科学院院士
混凝土结构的使用寿命不够长，而且失效现象十分常见。原因有两个：1）荷载的随机性，例如交通、自然灾害、环境和随机振动等荷载；2）材料特性和失效机制的不确定性。虽然前者已经取得了重大进展，但后者的进展直到最近才变得显著。混凝土结构的耐久性通常受到某些腐蚀的影响，这些腐蚀总是由宽度大于 0.1 毫米的裂缝发展引起，这些裂缝允许带有腐蚀性离子的水进入，从而控制使用寿命。历史上，大型桥梁发生失效事件的频率约为千分之一，这是不可接受的。一般认为，桥梁、核安全壳、飞机等的失效概率不得超过百万分之一，也就是被倒下的树木、闪电或野生动物击中而死亡的概率。因此，合理制定设计规范条款需要大量实验证据的推断。例如，在钢筋混凝土的剪切失效中，全球数据库包含约 800 个试验，但其中 95% 涉及 0.4 m 以下的截面深度，而实际发生的截面深度可达 15 m。对于控制桥梁和其他结构耐久性的混凝土徐变和收缩，现有数据库包含 50,000 多个数据点，但其中 96% 是通过 6 年试验获得的，99% 是通过 12 年试验获得的，而设计中通常规定 150 年的寿命。实验室测试和随机有限元代码无法提供低于 1/20 的故障概率信息，因此，如果没有间接验证的理论，就无法推断出 10 -6。本讲座认为，一种有效的扩展方法是确定规模、时间和风险范围两端的渐近定律。此类定律可以在范围的低端通过实验校准，比中间过渡简单得多。使用渐近匹配就足够了，这在流体力学中已经是一种长期常见的做法。渐近匹配可以采用多种方法，通过几个典型示例进行解释 - 1）准脆性和延性断裂缩放的尺寸效应定律，2）钢筋混凝土梁的缩放和剪切破坏，3）在水分扩散和长期水化存在下，混凝土的收缩、自生收缩、自干燥、膨胀和徐变的时间缩放，以及 4）基于交替串并联连接的概率模型将基本失效统计数据外推到失效概率 10 -6，该模型类似于对角拉的鱼网，并描述威布尔分布和高斯分布之间的过渡。
工程化的胶结复合材料-PDF
通讯作者：Salim Barbhuiya（电子邮件：s.barbhuiya@uel.ac.uk）摘要：工程化的胶结复合材料（ECC）由于其出色的机械性能和耐用性，在建筑行业中引起了极大的关注。此彻底的评论对ECC研究的进度和前景进行了细致的分析。它是通过引入背景和基本原理来调查ECC的，同时概述了审查的目标。评论提供了对ECC的概述，包括其定义，特征，历史发展，组成和组成材料。重点是检查ECC的机械性能，特别是其弯曲行为，拉伸行为，抗压强度和对环境因素的抵抗力。此外，还讨论了ECC的流变特性，包括可加工性，流动性，自我修复，缓解裂纹，粘度和触变性。评论深入研究了纤维增强对ECC的影响，包括所用的纤维类型，它们对机械和结构特性的影响以及纤维分散和方向。此外，它探讨了ECC在各个领域的各种应用，例如结构应用和可持续建筑实践。与ECC相关的挑战和局限性，例如成本和可用性，以及对未来趋势和研究方向的探索。关键字：工程化的胶结复合材料（ECC），耐用性，可行性，裂纹缓解，纤维增强1.2023; Shumuye等。引言工程胶结复合材料（ECC）由于其在建筑行业中的独特机械性能和潜在的应用而引起了相当大的研究兴趣。ECC是一种纤维增强的胶结材料，具有特殊的拉伸应变能力，裂纹控制和耐用性。ECC的发展可以追溯到1990年代Victor C. Li及其研究小组的开创性工作（Li，1998）。进行了广泛的研究，以探索ECC的各个方面，旨在提高其机械性能，优化其矩阵设计并扩大其应用程序范围。研究研究了ECC的直接拉伸性质，重点是影响其行为和应变响应的因素（Yu等，2018； Li等，2001）。已经探索了不连续的微纤维作为延性ECC的内在加固，以增强其韧性和结构性能（Zhang等，2020）。聚乙烯醇（PVA）纤维由于其有利的分散特征和应变硬化行为而成为增强的流行选择（Lee等，2009）。研究人员还研究了ECC的矩阵设计，特别着重于实现防水性能并在恶劣的环境中增强其性能（Yu等，2017; Zhang et al。2023）。此外，已经针对促进环保建筑实践的ECC及其在基础设施中的可持续性及其应用程序（Li，2019; Zhu等人。2021; Mishra等。2023）。使用
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。
柔软却坚硬！？开发出与生物骨性质相似的金属材料
[研究背景] 在当今的超老龄化社会中，因疾病或受伤而患有骨骼和关节疾病的人数增加正在成为一个问题，对于植入体内进行治疗的生物材料的需求日益增加。金属材料具有强度与延展性优异的平衡性，且机械可靠性高，因此被广泛用作必须支撑大负荷的骨替代植入物。 植入物需要具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。但由于它是一种高强度的金属材料，其力学性能一般与柔韧的活骨有显著差异，而且其特别高的杨氏模量是有问题的。当植入物的杨氏模量远高于骨骼时，大部分力会施加在植入物上而不是周围的骨骼上（这种现象称为应力屏蔽），这会导致骨质萎缩、骨矿物质密度降低和骨折风险增加。因此，近年来，需要开发具有与活骨相当的低杨氏模量的新型金属材料。 临床上最常用的生物医学金属材料是价格低廉的不锈钢SUS316L、耐磨性优良的CoCr合金、杨氏模量相对较低的Ti（钛）合金。然而，不锈钢和现有的钴铬合金的杨氏模量大约比活骨高10倍。虽然存在杨氏模量较低的Ti合金，但其杨氏模量高于活骨，且存在耐磨性低的问题。目前，很少有金属材料能具有与活体骨骼相当的杨氏模量，同时还具有优异的耐磨性和耐腐蚀性。特别是，低杨氏模量这一重要的机械性能通常与高耐磨性之间存在权衡关系，开发出一种兼具这些特性的新型合金一直很困难。 另一方面，在尖端医疗中使用的超弹性合金中，表现出约8％超弹性应变的NiTi（镍钛）合金的应用最为广泛。然而，NiTi合金中含有较高的Ni元素，人们担心其可能会引起过敏反应。为此，人们开发出了不含Ni的Ti基超弹性合金，但其超弹性应变仅为NiTi合金的一半左右。 【主要发现】