摘要:定性和定量评估评估液体储罐的结构脆弱性。液体储罐通常是在坚硬土壤的区域建造和操作的,以最大程度地减少构成影响。但是,其中许多关键结构都在具有软土的沿海地区。这项研究进行的研究需要在各种条件下准确地对有限元的方法进行精确模拟半植物混凝土储罐的地震行为,包括改变水位和土壤特性。该研究通过动态分析矩形半埋水罐进行了流体结构和土壤 - 结构相互作用,并比较其不同的参数。它还确定了储罐中液体泄漏概率的敏感区域。将建模与日本振动能力诊断表中的定性评估进行了比较。结果表明,与膨胀关节相邻的壁中的拉伸应力大于在所有情况下壁中的相应应力。在土壤类型的动态分析中,表面的压力随水高的增加而增加。对定量和定性评估结果的比较表明,储罐可能在膨胀关节中的软土中泄漏。
摘要 - 当植入体内时,生物假发心瓣膜会经历各种环状机械应力,例如当瓣膜打开时由于血流而引起的剪切应力,由于阀门的循环开口和闭合而导致阀门的悬浮压力,以及阀门关闭时的拉伸应力。这些类型的压力导致了多种故障模式。在天然瓣膜环或加工后的心包组织中,胶原纤维增强组织并提供结构完整性,从而使非常薄的Lea -eT量可以具有与环压变化相关的巨大载荷。LEA频率组织的机械响应在很大程度上取决于胶原纤维浓度,特征和方向。因此,低估了心包组织的微观结构及其对动态负荷的反应对于开发更耐用的心脏阀和计算模型以预测心脏瓣膜行为。在这项工作中,我们表征了牛心包组织Lea laim laim laim files的3D胶原纤维排列,这是对第二谐波生成显微镜下各种不同负载条件的响应。这种实时可视化方法有助于更好地了解循环负载对时间和空间上胶原纤维方向的影响。
先进的 CMOS 技术在每一代新产品中都采用传统的尺寸缩放和颠覆性技术创新,以实现预期的性能改进 [1][2]。这在纳米技术中更为重要,因为传统的结深、栅极长度和栅极氧化物厚度缩放正在接近某些物理极限。先进 CMOS 技术的主要工艺突破之一是将大量应力元件引入 NMOSFET 和 PMOSFET(图 1),以提高性能。特别是,PMOSFET 器件受到了更多关注,因为 SiGe 技术随时可用,这种技术易于理解且与基础硅工艺完全兼容。这些工艺元件(如源极/漏极 eSiGe)已成功集成到 45nm [3] 至 32nm [4][5] 及以后的高性能 PMOSFET 中。其他应力元件(如压缩或拉伸应力衬里)对 PMOSFET 或 NMOSFET 都有好处,具体取决于氮化硅衬里的应力极性。尽管有大量文献介绍了传统缩放和不同应力元件如何影响 MOSFET 性能,但人们对它们对在高电流水平下工作的器件的影响知之甚少,例如在 ESD 类脉冲条件下 [6]。据报道,ESD NMOSFET 的故障电流不受拉伸衬里工艺的显著影响 [7],原因是
摘要 在各种增材制造 (AM) 技术中,线材和电弧增材制造 (WAAM) 是最适合生产大型金属部件的技术之一,同时也表明其在建筑领域具有应用潜力。目前已有多项研究致力于钢和钛合金的 WAAM,最近,人们也在探索 WAAM 在铝合金中的应用。本文介绍了使用商用 ER 5183 铝焊丝生产的 WAAM 板的微观结构和机械特性。目的是评估平面元件在拉伸应力下可能出现的各向异性行为,考虑相对于沉积层的三个不同提取方向:纵向 (L)、横向 (T) 和对角线 (D)。进行了成分、形态、微观结构和断口分析,以将 WAAM 引起的特定微观结构特征与拉伸性能联系起来。发现试样取向具有各向异性行为,T 试样的强度和延展性最低。造成这一现象的原因在于,微观结构不连续性在拉伸方向上存在不利的方向。拉伸试验结果还表明,与传统的 AA5083-O 板材相比,其整体机械性能良好,表明未来可用于实现非常复杂的几何形状和优化形状,以实现轻量化结构应用。
1. 内布拉斯加大学林肯分校机械与材料工程系,内布拉斯加州林肯市,美国 2. 普渡大学机械工程学院,印第安纳州西拉斐特,美国 通讯作者 – MP Sealy,电子邮件 sealy@unl.edu 摘要 增材制造 (AM) 镁合金由于拉伸应力和粗大微观结构而迅速腐蚀。提出了将增材制造与层间超声波喷丸循环结合(混合)作为一种解决方案,通过强化机制和压缩残余应力来提高增材制造的镁 WE43 合金的耐腐蚀性。应用层间喷丸加工硬化离散层并形成区域晶粒细化和亚表面压缩残余应力屏障的全球完整性。通常会加速腐蚀的拉伸残余应力降低了 90%。结果表明,通过层间喷丸可以实现对腐蚀的时间分辨控制,并且与打印的 WE43 相比,打印单元内的局部腐蚀减少了 57%。关键词:增材制造、混合制造、镁 1. 引言 随着镁增材制造技术发展到更高的水平 [1],医疗器械和石油压裂行业寻求对负载-压力进行时间分辨的降解。
将一根管道连接到另一根管道是一项劳动密集型过程,因为它需要焊接、螺纹或法兰以及相关设备。虽然这种类型的钢包含多种元素成分,主要含有铁,但可以添加其他几种金属成分,对其可焊性和强度产生很大影响 [1-3]。焊接钢通常需要预热和后热处理,以防止焊接开裂,而焊接钢(如高碳钢)更容易出现焊接开裂,需要特殊的焊接填充金属。裂纹是指焊接熔池未填满的焊缝,它是由焊接金属冷却时发生的收缩应变引起的。当收缩受限时,将引起导致开裂的残余应力。据此,通常会导致开裂的典型因素包括:(i) 焊接过程中产生的氢气、(ii) 易开裂的硬脆结构和 (iii) 作用于焊接接头本身的拉伸应力 [2,4-6]。可以说,钢的碳当量越高,可焊性越差。这意味着碳含量超过 0.2% 的钢的可焊性被认为是较差的,因为钢的硬度高,开裂的可能性也高。相比之下,低碳钢显示出优势,并且是室温下最容易焊接的钢
事故飞机的左主起落架 (LMLG) 外筒自上次大修以来已运行了大约 8 年半,空气加注阀孔中可能存在杂散镀镍。镀镍是维持外起落架筒内径公差的允许程序,但不允许在空气加注阀孔中使用镀层。文献和测试研究表明,镀镍厚度为 0.008 英寸会导致应力系数增加 35%。在 LMLG 使用寿命的某个时刻,会发生一次负载事件,导致空气填充阀孔附近的材料压缩屈服,从而产生残余拉伸应力。在正常运行期间,空气填充阀孔中的应力水平可能在设计范围内,但由于镍引起的残余应力和应力强度因子的增加,这些应力水平增加到足以在空气填充阀孔的每一侧引发和发展疲劳裂纹的水平。通过开发有限元模型 (FEM) 检查空气填充阀孔处的应力,该模型通过从装有仪表的在役 Fedex MD-10 飞机收集的数据进行验证。在役数据和 FEM 表明,在所有条件下,空气填充阀孔中的应力都远高于外筒设计中的预期。对在役结果进行疲劳分析并使用镀镍系数得出
摘要:电子束自由曲面制造是一种送丝直接能量沉积增材制造工艺,其中真空条件可确保对大气进行出色的屏蔽并能够加工高反应性材料。在本文中,该技术应用于 α + β 钛合金 Ti-6Al-4V,以确定适合坚固构建的工艺参数。基于所选工艺参数,单个焊珠的尺寸和稀释度之间的相关性导致重叠距离在焊珠宽度的 70-75% 范围内,从而产生具有均匀高度和线性堆积速率的多焊珠层。此外,使用交替对称焊接序列堆叠具有不同数量轨道的层允许制造墙壁和块等简单结构。显微镜研究表明,主要结构由外延生长的柱状前 β 晶粒组成,具有一些随机分散的宏观和微观孔隙。所开发的微观结构由马氏体和细小的 α 层状结构混合而成,硬度适中且均匀,为 334 HV,极限抗拉强度为 953 MPa,断裂伸长率较低,为 4.5%。随后的应力消除热处理可使硬度分布均匀,断裂伸长率延长至 9.5%,但由于热处理过程中产生了细小的 α 层状结构,极限强度降至 881 MPa。通过能量色散 X 射线衍射测量的残余应力表明,沉积后纵向拉伸应力为 200-450 MPa,而进行应力消除处理后应力几乎为零。
抽象在临床上严重的先天性心脏瓣膜缺陷是由于不当生长和对传单中的心内膜垫子的重塑而产生的。遗传突变已经进行了广泛的研究,但解释了不到20%的病例。通过跳动心脏产生的机械力驱动瓣膜开发,但是这些力如何共同确定阀生长和重塑,仍然是全面了解的。在这里,我们将这些力对阀尺寸和形状的影响解散,并研究YAP途径在确定大小和形状中的作用。低振荡性剪切应力促进瓣膜内皮细胞(VEC)的YAP核易位,而高单向剪切应力限制了细胞质中的YAP。瓣膜间质细胞(VIC)中的静水压缩应力激活的YAP,而拉伸应力停用的YAP。yap激活促进了VIC增殖并增加了瓣膜大小。虽然YAP抑制增强了VEC和受影响瓣膜形状的细胞细胞粘附的表达。最后,在雏鸡胚胎心脏中进行左心房连接,以操纵体内剪切和静水压力。左心室中的受限流动引起的球状和不塑性的左室(AV)阀具有抑制YAP表达。相比之下,持续YAP表达的右AV阀正常增长和细长。这项研究建立了一个简单而优雅的机械生物学系统,通过该系统的转导局部应力调节瓣膜的生长和重塑。该系统将传单带入室发育的适当尺寸和形状,而无需使用遗传规定的时序机制。
摘要 电子组件使用各种具有不同机械和热性能的聚合物材料来在恶劣的使用环境中提供保护。然而,机械性能的变化(例如热膨胀系数和弹性模量)会影响材料的选择过程,从而对电子产品的可靠性产生长期影响。通常,主要的可靠性问题是焊点疲劳,这是电子元件中大量故障的原因。因此,在预测可靠性时,有必要了解聚合物封装(涂层、灌封和底部填充)对焊点的影响。研究表明,当焊料中存在拉伸应力时,由于聚合物封装的热膨胀,疲劳寿命会大大缩短。拉伸应力的加入使焊点处于周期性多轴应力状态,这比传统的周期性剪切载荷更具破坏性。为了了解拉伸应力分量对微电子焊点疲劳寿命缩短的影响,有必要将其分离出来。因此,我们构建了一个独特的样本,以使无铅焊点经受波动的拉伸应力条件。本文介绍了热机械拉伸疲劳样本的构造和验证。热循环范围与灌封膨胀特性相匹配,以改变施加在焊点上的拉伸应力的大小。焊点几何形状的设计具有与 BGA 和 QFN 焊点相关的比例因子,同时保持简化的应力状态。进行了 FEA 建模,以观察焊点在热膨胀过程中的应力-应变行为,以适应各种灌封材料的特性。焊点中轴向应力的大小取决于热膨胀系数和模量以及热循环的峰值温度。样本热循环的结果有助于将由于灌封材料的热膨胀而导致焊点经历的拉伸应力的大小与各种膨胀特性相关联,并为封装电子封装中焊点的低周疲劳寿命提供了新的见解。简介大量电子元件故障归因于焊点疲劳故障。航空航天、汽车、工业和消费应用中的许多电子元件都在波动的温度下运行,这使焊点受到热机械疲劳 (TMF) 的影响。电子组件中的焊料疲劳是温度波动和元件与印刷电路板 (PBC) 之间热膨胀系数 (CTE) 不匹配的结果。在温度变化过程中,PCB 和元器件 CTE 的差异会引起材料膨胀差异,从而使焊点承受剪切载荷。为了减少芯片级封装 (CSP) 中焊点所承受的剪切应变,人们使用了各种底部填充材料来限制焊点的变形。芯片级焊料互连(例如倒装芯片封装中的焊料)尤其受益于底部填充材料,因为它可以重新分配热膨胀应力,从而限制施加在焊料凸点上的应变。除了限制剪切应变之外,底部填充材料的膨胀还会导致球栅阵列 (BGA) 焊点产生较大的法向应变。Kwak 等人使用光学显微镜的 2D DIC 技术测量了热循环下焊点的应变 [1]。他们发现,CTE 为 30 ppm/ºC 且玻璃化转变温度 (T g ) 为 80ºC 的底部填充材料在 100ºC 的温度下可以产生 6000 µƐ 的平均法向应变。这些高法向应变并不像 BGA 封装中的剪切应变那样表现出与中性点距离相同的依赖性。法向应变的大小与 CTE、弹性模量 (E)、封装尺寸和温度有着复杂的依赖关系。法向应变的增加使焊点受到剪切应变和轴向应变的组合影响,这反过来又使焊点在温度波动的条件下受到非比例循环载荷。