12. 赞助机构名称和地址 船舶结构委员会 美国海岸警卫队 (G-MSE/SSC) 2100 Second Street, SW Washington, DC 20593 14. 赞助机构代码 GM 15. 补充说明 由船舶结构委员会赞助。由其成员机构共同资助。 16. 摘要 本研究的目的是开发通过摩擦搅拌焊接制造的 5000 系列和 6000 系列铝加筋板结构的机械屈曲破坏试验数据库,并将这些结构与通过熔化焊接制造的类似铝板在焊接引起的初始缺陷和极限抗压强度性能方面进行比较。讨论了与熔化焊接和摩擦搅拌焊接程序相关的趋势或优势。以下是这些讨论的摘要。 • 发现摩擦搅拌对接焊接铝合金的屈服强度和极限拉伸强度相当于甚至优于熔化焊接铝合金。 • 搅拌摩擦焊接引起的初始缺陷往往比熔化焊接引起的缺陷小。因此,搅拌摩擦焊接工艺在这方面的优势显而易见。• 搅拌摩擦焊接铝结构的极限强度性能比熔化焊接铝结构高 10-20%。这意味着,只要能防止分层,搅拌摩擦焊接工艺在极限抗压强度性能方面肯定优于熔化焊接工艺。• 然而,所有搅拌摩擦焊接测试结构在达到极限强度之后甚至之前都在焊接区域出现了分层。这表明,熔化焊接工艺在焊接区域的抗压强度性能方面优于搅拌摩擦焊接工艺。• 再次证实,非线性有限元法计算在很大程度上取决于所应用的结构建模技术。 17. 关键词 铝加筋板结构,极限强度,搅拌摩擦焊,熔化焊,焊接引起的初始缺陷,屈曲破坏试验,非线性有限元法计算
纽约和新泽西州的港口管理局致力于开发低是具体的碳混凝土(LECC)系统。本报告总结了用于评估港口管理局当前实践中使用的混凝土混合物的碳足迹所进行的研究任务。生命周期评估(LCA),以量化混凝土原料的温室气体排放(GHG)或全球变暖潜力(GWP)。在LCA中考虑了上游温室气排放和行业副产品的经济分配方法。通过东部混凝土材料提供的环境产品声明(EPD)(EPD)(EPD)(EPD)(A1),LCA结果在材料阶段进行了验证。使用端口管理局提供的混凝土数据库用于编译数据集,以进行进一步的分析,其中包括混凝土混合物组件,抗压强度和氯离子渗透性。考虑到补充胶结材料(SCM)与粘合剂比,水与粘合剂比以及粘合剂的骨料比,分析了混合设计因子对混凝土GWP的影响。研究了混凝土GWP与抗压强度与氯离子通透性之间的关系。结果表明,使用SCM可以有效地减少混凝土GWP。与粉煤灰(FA)相比,砂油炉炉灶(GBFS)混合粘合剂会带来更多的好处,以减少混凝土GWP,同时达到类似的抗压强度和更好的耐用性。低碳混凝土含有FA和GBF的混合水泥,SCMS与粘合剂的比率更高。但是,可以在不增加混凝土GWP的情况下实现低氯离子渗透率。,具有更高抗压强度的混凝土混合物预计会导致GWP更高,尽管增加的趋势并不明显。最后,多年来,在1999 - 2021年之间,在港口权威使用的混合水泥(水泥与SCMS混合)的混凝土混合物多年来,人们普遍降低了混凝土GWP。
由于许多原因,选择合适的材料是必不可少的。设计师必须指定具有必要属性和特性以实现产品功能的材料,以确保其适合目的。例如,如果设计师正在为新椅子开发设计,但没有注意到材料的抗压强度或弯曲强度,则可能在预期用户的重量下崩溃。材料必须具有适当的相对强度和特性才能使其适合使用。
摘要 - 这项研究评估了CO 2固定的瓷砖作为环保的建筑材料的性能,重点是3天和7天的早期固化阶段。该研究旨在减少瓷砖生产过程中的用水量,并在受控的CO 2固化后评估CO 2隔离量,从而量化CO 2吸收。进行了全面的实验,以分析3天和7天在3天和7天时CO 2固定的瓷砖的机械和物理性质。该研究检查了抗压强度,吸水和尺寸稳定性。在生产过程中优化了用水量,并将高级技术用于CO 2固定的定性分析。CO 2固定的瓷砖在两个早期固化阶段都表现出有利的抗压强度发展,表现出耐用性。吸水显着降低,与最大程度地减少用水量的目的对齐。定性分析证实了瓷砖中成功的CO 2固相,BET分析量化了其CO 2吸收能力。CO 2固定的瓷砖显示出可持续结构的希望,具有强大的早期性能,用水量减少和有效的CO 2隔离。这些发现支持使用CO 2固化的瓷砖作为减少碳排放和促进可持续建筑实践的解决方案。
石墨烯已被证明是复合材料的特殊增强添加剂,但其合成的高成本在很大程度上阻止了其在工业规模上的增加。Flash Joule加热提供了一种快速的,批量的方法,用于从煤炭材料(例如冶金可乐(MC))合成石墨烯,进入冶金焦源浅灰灰石墨烯(MCFG)。在这里,这项工作研究了比文献中先前报道的纳米纤维含量含量更高的石墨烯 - 环氧复合材料的特性。具有20至50 wt%的MCFG的复合材料。MCFG的比例为1:2:DGEBA,年轻的模量增加了92%,比例为1:3,硬度增加了140%。 在MCFG的1:4比率下,DGEBA,抗压强度和最大应变分别增加145%和61%。 在MCFG的1:3比例时:DGEBA,韧性增加了496%。 最后,以MCFG的1:1比率:DGEBA,温室气体排放,用水和能耗分别降低了33%,47%和34%。 作为FG坠落的成本,因为它可以由MC(如MC)(如MC),没有溶剂或水的毫秒而产生,因此前景有望在复合材料中进行高载荷。MCFG的比例为1:2:DGEBA,年轻的模量增加了92%,比例为1:3,硬度增加了140%。在MCFG的1:4比率下,DGEBA,抗压强度和最大应变分别增加145%和61%。 在MCFG的1:3比例时:DGEBA,韧性增加了496%。 最后,以MCFG的1:1比率:DGEBA,温室气体排放,用水和能耗分别降低了33%,47%和34%。 作为FG坠落的成本,因为它可以由MC(如MC)(如MC),没有溶剂或水的毫秒而产生,因此前景有望在复合材料中进行高载荷。在MCFG的1:4比率下,DGEBA,抗压强度和最大应变分别增加145%和61%。在MCFG的1:3比例时:DGEBA,韧性增加了496%。最后,以MCFG的1:1比率:DGEBA,温室气体排放,用水和能耗分别降低了33%,47%和34%。作为FG坠落的成本,因为它可以由MC(如MC)(如MC),没有溶剂或水的毫秒而产生,因此前景有望在复合材料中进行高载荷。
水泥添加剂或水泥研磨助剂 (CGA) 的范围从纯研磨助剂到功能性添加剂和性能增强剂。后者是目前使用最广泛的产品类型。性能增强剂可以提高研磨过程的效率并改善关键的机械性能,例如抗压强度。使用性能增强剂的主要原因之一,除了降低能耗外,是需要降低任何给定水泥的熟料系数。熟料不仅是水泥中最昂贵的成分,也是造成最高相关二氧化碳排放量的成分。如果可以用较低的熟料系数保持相同的水泥性能,那么这是一个双赢的局面。当前的性能增强剂通常依赖于乙二醇和胺化学的组合。这些可使抗压强度提高约 10-20%,同时将熟料系数降低高达 5%,尽管个别情况可能有很大差异。这不仅仅是添加更多产品来获得更大的强度增加或更大的熟料减少的情况。由于这些化学物质在水泥水化过程中相互作用,添加过量会导致性能下降。为了进一步减少熟料,应该研究替代技术,先进材料公司 First Graphene Ltd 与 Fosroc International(一家全球建筑行业高性能化学品制造商和供应商)之间的合作显示出巨大的前景。该合作正在考虑利用添加量极小的石墨烯来实现更高水平的熟料替代。
在过去的十年中,由于其可持续性和力量,竹子引起了很多关注。竹子比其他天然纤维的优势包括其丰富的存在,高产量以及在3 - 8年内迅速达到最大高度和强度的能力。竹子可用作独立的结构材料和混凝土钢筋,形式为竹制,竹夹板和竹子复合杆,用于低层和低成本建筑。在这项研究中,采用竹棍作为混凝土立方体的加固。考虑了以下影响因素:竹棍的体积比为0.6%,1.2%和2.4%,竹棒直径为1毫米,1.5毫米和2毫米,以及10、20和30的竹棒纵横比的纵横比比。测试结果表明,添加了0.6%的棍子,BSRC抗压强度分别为20和30的长度比率分别上升了3.24和17.33%。通过添加1.2%和2.4%的竹棍,长度为10乘21.38和20.94%,可以增强样品的抗压强度。将获得的结果与常规混凝土立方体的机械性能进行了比较。目前,河岸和淡水是制造混凝土中最常使用的材料。河岸和淡水的广泛使用导致了重大的环境问题。由于世界上许多地方都缺乏适当的淡水供应,因此不建议过度使用这种资源。因此,使用盐水和海沙制成竹棒钢筋混凝土和普通混凝土标本。最后,提出了强度和应力应变模型。
摘要:在高应变速率(HSR)加载下的单向和平原编织S2玻璃/乙烯基酯复合材料的压缩特性和失败分析已使用Split Hopkinson压力棒(SHPB)技术研究。在这项工作中采用了一种系统的实验方法,以确定各种应力水平下的损伤进展以及对复合材料的应变率影响。经典的SHPB设备已通过波浪捕获机制纳入,以应用预定的冲击负荷水平并限制重复的负载。这有助于识别加载期间微结构损伤进展。研究了所有三个主要方向的应力 - 应变响应,并通过微观检查确定相关的故障模式。将准静态抗压强度,失效应变和弹性模量与SHPB测试结果进行比较,以确定失败机理的变化。观察到单向和普通编织复合材料的抗压强度和失效应变均取决于速率。分析了这种压缩响应的速率依赖性,并建立了对复合材料的速率影响之间的相关性。最后,在高应变率负载下,还针对单向复合材料进行了三维瞬态有限元分析(FEA),以便对失败机理有透彻的了解。载荷以厚度,纤维和横向施加,并模拟相应的应力轮廓。加载的所有三个主要方向的应力 - 应变行为的FEA预测与高应变率实验结果良好相关。
本研究设计并评估了两个光纤增强的复合模型,以进行轻质弹道保护。Model One使用Kevlar(KF),Carbon(CF)和玻璃纤维(GF)的六层,并由不饱和聚酯树脂(UPS),天然橡胶(NR)和Corn Starch(CS)的混合粘合剂键入不锈钢网(CL)。型号型号具有相同的结构,但具有更高的UPS含量,可改善粘结和刚度。的机械性能,包括冲击力,硬度,拉伸强度,抗压强度和弯曲行为,对这两种模型进行了系统评估。使用从卡拉什尼科夫(AK-47)步枪发射的7.62×39毫米弹药的现场弹道测试,证明了这两种模型都成功地将弹丸限制在复合层中而没有完全渗透。X射线成像证实了复合材料的结构完整性,因为子弹还嵌入了层中。第二型模型表现出优质的结构冲击力(150 kJ/m²),抗压强度(222.07 MPa)和拉伸刚度(Young's Modulus:7.37 MPa),表现出优于第一模型,该模型表现出较高的耐能力和能量吸收能力(断裂菌株:33.3%)。结果强调了这两个模型的互补强度,这表明它们的混合设计潜力。这项研究强调了纤维增强复合材料在开发用于个人和车辆应用的具有成本效益,轻巧的弹道保护系统中的潜力。