Table 9: Comparison of input parameters of data points from research paper with simulation data points ............................................................................................................................................. 44 Table 10: Results of columnar/equiaxed grains for data from research paper (Newell et al., 2019) ....................................................................................................................................................... 45 Table 11: Actual vs predicted results by different ML models for data from research paper ...... 45
1 MRC 神经发育障碍中心,伦敦国王学院,伦敦,SE1 1UL,英国,2 萨克勒转化神经发育研究所,精神病学、心理学和神经科学研究所,伦敦国王学院,伦敦,SE5 8AF,英国,3 法医和神经发育科学系,精神病学、心理学和神经科学研究所,伦敦国王学院,伦敦,SE5 8AF,英国,4 围产期成像与健康系,生物医学工程与成像科学学院,发育大脑中心,伦敦国王学院,伦敦,SE1 7EH,英国,5 发育神经基因组学部门,国家心理健康研究所,马里兰州贝塞斯达 20892,美国,6 剑桥大学精神病学系,剑桥,CB2 0SZ,英国,7 生物医学工程系,生物医学工程与成像科学学院,伦敦国王学院, SE1 7EU,英国,8 伦敦帝国理工学院计算机系生物医学图像分析组,伦敦,SW7 2AZ,英国,9 萨格勒布大学电气工程与计算机学院,萨格勒布,10000,克罗地亚和 10 南伦敦和莫兹利 NHS 基金会信托,伦敦,SE5 8AZ,英国
a 威斯康星大学麦迪逊分校机械工程系,美国威斯康星州麦迪逊 53706 b 威斯康星大学麦迪逊分校材料科学与工程系,美国威斯康星州麦迪逊 53706 c 威斯康星大学麦迪逊分校格兰杰工程研究所,美国威斯康星州麦迪逊 53706 ⸸ 通讯作者 摘要 拓扑优化 (TO) 与增材制造 (AM) 的结合有可能彻底改变现代设计和制造。然而,制造优化设计的实例很少,而经过实验测试的设计实例就更少了。缺乏验证再加上 AM 工艺对材料性能的影响,使我们对工艺-微观结构-性能关系的理解存在差距,而这对于开发整体设计优化框架至关重要。在这项工作中,使用定向能量沉积 (DED) 和选择性激光熔化 (SLM) 方法对功能设计进行了拓扑优化和制造。这是首次在 TO 背景下直接比较这些 AM 方法。在单轴位移控制拉伸载荷下,研究了 SS316L 和优化部件在制造和热处理条件下的机械性能,并与有限元建模 (FEM) 预测进行了比较。优化样品在试件中提供了压缩和拉伸载荷区域。实验结果表明 FEM 预测较为保守。微观结构分析表明,这种差异是由于增材制造过程中形成的细化微观结构,可增强高应力区域的材料强度。此外,由于晶粒尺寸更细化和位错结构更密集,SLM 样品表现出比 DED 样品更高的屈服强度。TO 结果对 AM 方法、后处理条件和机械性能差异很敏感。因此,通过结合微观结构特征来考虑制造部件中的局部微观结构变化,可以最好地优化用于 AM 框架的 TO。
一艘船的建造使用寿命为20至30年。船舶退役是结束船舶运行的行为。拆解是拆除退役船舶的行为。拆除后的钢材可以作为废料出售或用于其他用途。在此背景下,该项工作旨在评估通过 MAG 焊接海军废料板材的接头。 X 射线荧光 (XRF) 显示所收到的材料符合碳钢 ASTM A131 标准。焊接后焊接接头组织为熔合区内的针状铁素体、晶界铁素体、魏氏体和马氏体;热影响区组织为铁素体、多边形铁素体、粒状贝氏体;以及母材中含有铁素体的珠光体。这些区域的硬度与其组成相一致。所得结果符合预期,证实了采用 MAG 工艺焊接海军废料并在新舰船上重复使用的可行性。
Al 3s 2 3p 1 12 12 12 FCC a=4.040 3.47 Mg 3s 2 19 19 11 HCP a=3.189; c=5.194 1.52 Si 3s 2 3p 2 9 9 9 金刚石a=5.469 4.54 Ti 3p 6 3d 2 4s 2 15 15 9 HCP a=2.936; c=4.648 5.31 Fe 3d 7 4s 1 17 17 17 BCC a=2.832 4.92 Co 3d 8 4s 1 19 19 13 HCP a=2.491; c=4.025 5.17 Ni 3d 8 4s 2 13 13 13 FCC a=3.518 5.08 Zn 3d 10 4s 2 19 19 11 HCP a=2.637; c=5.072 1.11 Zr 4s 2 4p 6 4d 2 5s 2 15 15 9 HCP a=3.232; c=5.169 6.45 Ru 4d 7 5s 1 19 19 11 HCP a=2.713; c=4.281 7.97 Pd 4d 9 5s 1 12 12 12 FCC a=3.942 3.79 Ag 4d 10 5s 1 12 12 12 FCC a=4.146 2.53
锌离子电池(ZIBs)因其成本低、安全性高、资源丰富等特点而受到广泛关注。然而,到目前为止,寻找具有高工作电位、优异电化学活性和良好结构稳定性的正极材料仍然存在挑战。为了应对这些挑战,人们广泛研究了微结构工程来调节正极材料的物理性质,从而提高了ZIBs的电化学性能。本文主要集中于各种ZIB正极材料的微结构工程的最新研究成果,包括成分和晶体结构选择、晶体缺陷工程、层间工程和形貌设计。进一步讨论了ZIB正极性能对水性电解质的依赖性。最后,提出了ZIB正极材料微结构工程的未来前景和挑战。旨在深入了解微结构工程对Zn 2 +的影响
* 通讯作者 Ahmad Baroutaji 博士 英国伍尔弗汉普顿大学工程学院,特尔福德创新园区,Priorslee,特尔福德,TF2 9NT,英国 电话:+44 (0)1902 322981;传真:+44 (0)1902 323843 电子邮件地址:ahmad.baroutaji2@mail.dcu.ie
摘要:本文研究了利用我们最近开发的激光箔打印 (LFP) 增材制造方法制造致密铝 (Al-1100) 部件 (相对密度 > 99.3%)。这是通过使用 7.0 MW/cm 2 的激光能量密度来稳定熔池形成并以 300 µ m 厚度的箔片产生足够的穿透深度来实现的。LFP 制造的样品中的最高屈服强度 (YS) 和极限拉伸强度 (UTS) 沿激光扫描方向分别达到 111±8 MPa 和 128±3 MPa。与退火的 Al-1100 样品相比,这些样品表现出更高的拉伸强度但更低的延展性。断口分析显示拉伸试验样品中存在拉长的气孔。利用电子背散射衍射 (EBSD) 技术观察到 LFP 制备样品中沿凝固方向的强烈晶体织构和密集的亚晶界。
添加过渡元素(如 Cu、Fe 和 Ni)的铸造近共晶 Al-Si 合金是航空航天和汽车工业中常用的材料。[1,2] 此类合金的微观结构特点是共晶和初生 Si 以及嵌入 Al 基体中的多种富 Ni、Fe 和 Cu 铝化物形成的 3D 互连网络。[3 – 7] 在高温下(最高达约 300 – 350 ℃)长时间使用后,铝基体会过时,从而降低其强度和蠕变性能。为了提高这些 Al-Si 合金的强度和抗蠕变性能,可以使用额外的陶瓷增强材料,如短纤维和颗粒。[8 – 10] 研究表明,此类复合材料的微观机械行为在很大程度上取决于纤维的取向、颗粒的空间分布、
僵硬与韧性之间的冲突是工程材料设计中的基本问题。,从未证明过具有最佳刚度阻止权衡取舍的微观结构化合物的系统发现,这受到模拟与现实之间的差异以及对整个Pareto阵线的数据有效探索之间的差异的阻碍。我们引入了一条可推广的管道,该管道将物理实验,数值模拟和人工神经网络集成以应对这两个挑战。没有任何规定的材料设计专家知识,我们的方法实现了嵌套循环提案验证工作流程,以弥合模拟到现实差距,并找到微观结构化的复合材料,这些复合材料僵硬而坚硬,具有较高的样品效率。对帕累托最佳设计的进一步分析使我们能够自动识别现有的韧性增强机制,这些机制以前是通过反复试验,错误或仿生物质发现的。在更广泛的规模上,我们的方法为除固体力学外的各种研究领域(例如聚合物化学,流体动力学,气象学和机器人学)提供了计算设计的蓝图。