(Benson、Downes 和 Dow 2011;J. Paik 等人 2005;J. Paik 2009;J. Paik 等人 2007;Rigo 等人 2003),拉伸设计方法一直被忽视。无法有效预测拉伸连接的强度和延展性,对使用现代极限状态设计开发轻质铝结构具有严重影响。Smith 方法等渐进式破坏方法需要预测结构元件的载荷-缩短和载荷-延伸曲线,但我们缺乏任何切实可行的方法来预测焊接铝结构的载荷-延伸曲线。直接应用有限元法已被证明是一种困难的方法,需要比板厚度小得多的网格离散化(Wang 等人 2007;Dørum 等人 2010)。此外,如果要在模型中使用壳单元,则需要自定义单元丰富。除了学术研究团体或专业咨询机构外,此类技术尚未实用。迄今为止开发的技术仅在土木工程结构常见的细节类型上得到验证。因此,海洋结构工程师目前缺乏实用工具和实验数据来设计完全考虑焊缝不匹配影响的结构。
欠匹配铝焊缝的抗拉强度和延展性的实验量化 1. 目标。a. 本项目将通过实验测试具有欠匹配焊缝的铝制船舶结构连接细节,以更好地了解这些连接的能力,并创建测试数据库以供将来的设计方法验证。2. 背景。a. 铝结构可为许多船舶提供高达 50% 的结构重量节省潜力,从而降低燃料消耗并提高许多时间敏感或吃水受限应用的经济性。b. 设计铝结构的一个关键挑战是处理用于组装结构的欠匹配熔焊。与大多数钢材不同,船用铝合金在焊缝热影响区 (HAZ) 的强度会降低,达到原材料强度的 50%。然而,对焊接铝船舶结构的拉伸强度的研究很少。初步评估得出结论,目前的方法不足以设计复杂的连接。海洋工程和土木工程界已就此问题进行了更广泛的研究,但这些研究并未涉及海洋细节。c. 欠匹配焊缝的主要问题是,在极端拉伸载荷下,塑性变形会集中在欠匹配区域,导致这些区域出现高应变并最终发生延性失效。鉴于其余
可持续结构是一个重要的研究领域,特别是对于预期人类在月球或火星上长期存在而言。人类在月球上持续存在将需要已经存在于月球基地建造现场的建筑材料。任务有效载荷中与加固金属(钢筋)相关的高成本使得必须探索用于持久月球基地的替代加固方法。人类头发具有很强的抗拉强度,可用于任何长期任务。通过使用原本浪费的头发代替重金属,可以降低任务有效载荷和成本。针对一系列不同水泥成分测量了混凝土的可加工性、抗压强度和孔隙率。这些成分由普通波特兰水泥 (OPC)、月球风化层、去离子 (DI) 水和人类头发组合而成。发现随着头发浓度的增加,可加工性和孔隙率增加。抗压强度随着头发浓度的增加略有下降。
[ 1] 疾病控制与预防中心。(2020 年 12 月 7 日)。3D 打印工作安全。疾病预防控制中心。[2] Rooney, M. K., Rosenberg, D. M., Braunstein, S., Cunha, A., Damato, A. L., Ehler, E., Pawlicki, T., Robar, J., Tatebe, K., & Golden, D. W. (2020)。放射肿瘤学中的三维打印:文献系统综述。应用临床医学物理学杂志,21(8),15–26 [3] 太空 3D 打印。Aniwaa。(2021 年 8 月 5 日) [4] 原装 Prusa i3 MK3S+ 3D 打印机图片。(n.d.)。Prusa 3D。检索日期:2023 年 8 月 1 日 [5] 艺术家对地球磁层的演绎。(2007)。欧洲航天局。检索日期:2023 年 8 月 1 日 [6] Sherwin Emiliano。(2021 年 6 月 20 日)。[2021] 3D 打印机灯丝多少钱?MonoFilament DIRECT [7] P., M. (2022 年 8 月 8 日)。Pla 与 PETG:您应该选择哪种材料?3Dnatives [8] 文件:polylactid sceletal.svg。Wikimedia Commons。(n.d.-b) [9] 文件:Polyethyleneterephthalate.svg。Wikimedia Commons。(n.d.-a) [10] Junaedi, H., Albahkali, E., Baig, M., Dawood, A., & Almajid, A.(2020)。短碳纤维增强聚丙烯复合材料的延性至脆性转变。聚合物技术进展,2020 年,1-10 [11] https://www.worldoftest.com/electro-mechanical-dual-column-universal-testing-machine-qm-100200300500。(n.d.)。Qualitest。2023 年 8 月 3 日检索 [12] Wady, Paul, et al.“电离辐射对 3D 打印塑料的机械和结构性能的影响。” Additive Manufacturing,vol.31,2020,第 100907 页
摘要。预测拉伸强度的预测是确定结构性能的关键机械属性,是评估可回收骨料的可行性的组成部分。评估回收骨料的分裂拉伸强度的传统技术依赖于高级和耗时的实验室测试,这对于大规模应用可能是昂贵且效率低下的。这项工作提出了基于机器学习的算法,以预测分裂拉伸强度的性能。在这项研究中,从先前的研究中获得了257项测量,其中包含影响分裂强度的输入变量。使用三种方法来构建不同的预测模型,即支持向量回归,XG增强和随机森林。使用MAE,RMSE,MAPE和MASE等指标评估了各种模型的性能指数,以测量模型的准确性和可靠性。本研究表明,随机森林算法的表现优于其他RMSE值1.76的模型。实施拟议的模型可提高预测的可靠性,使研究人员能够做出有关将再生材料纳入可持续建筑实践中的明智决定,从而有助于减少建筑部门的环境影响。关键字:回收总骨料混凝土(RAC),机器学习,随机森林,XG提升,拉伸强度,支持向量回归
在定向能量沉积 (DED) 中,局部材料微观结构和抗拉强度由零件上每个空间位置经历的热历史决定。虽然先前的研究已经调查了热历史对机械性能的影响,但仍然需要一种物理上可解释、简约且具有良好预测精度的抗拉强度预测模型。本文研究了一种基于 Shapley 加性解释 (SHAP) 模型解释的数据驱动预测模型来解决这一问题。首先,将从先前的实验工作中翻译出来的物理上有意义的热特征用作神经网络的输入,以进行抗拉性能预测。然后计算各个输入特征的 SHAP 值,以量化它们各自对抗拉性能预测的影响,并使用累积相对方差 (CRV) 度量降低模型复杂性。对实验获得的 Inconel 718 (IN718) 抗拉强度的预测表明,通过开发的方法量化的特征影响可以通过先前研究的结果来验证,从而证实了神经网络预测逻辑的物理可解释性。此外,基于CRV的模型复杂度降低表明,简约模型只需要不到10%的原始特征即可达到与先前文献报道相同的拉伸强度预测精度,从而证明了基于SHAP的特征降低方法在改进DED过程表征方面的有效性。
聚乳酸 (PLA) 是 3D 打印工艺中常用的材料。在材料挤出 (MEX) 技术中,最终的 3D 打印部件具有较低的机械性能。本研究的目的是研究经过退火的 3D 打印 PLA 样品的拉伸强度。考虑的变量是退火温度和退火时间,有三个温度水平:70 ℃ 、90 ℃ 和 110 ℃ ,以及两个退火时间:60 和 90 分钟。冷却速度设定为每小时 10 C,并在炉中冷却 24 小时。结果表明,退火显著影响拉伸强度,与未退火部件相比,退火部件的拉伸强度显著提高。与未经过退火的部件的拉伸强度值相比,退火部件表现出更高的拉伸强度。弹性模量趋于下降,工件尺寸在各个方向上略有收缩。在对患有足下垂的儿童踝足矫形器(AFO)进行退火实验的结果中发现,经过退火处理的踝足矫形器样品在各个方向上均有收缩,变化相对较小。当使用退火工件时,无需补偿工件尺寸。在 110 C 温度下进行 90 分钟的退火时,可获得最高的拉伸强度。与打印样品相比,退火样品的拉伸强度平均提高了 42%。该玻璃化转变温度越高,热值越高,这将影响塑料链的排列和结晶度,并导致其物理性质发生变化。此外,研究结果表明,通过选择理想的工艺参数和后处理条件,可以大大提高热塑性材料的优化拉伸强度。
活化的碳(AC)可以添加到聚合物基质中以实现电导率,从而导致潜在的传感器应用。在这项研究中,我们评估了与聚苯二甲酸酯(PBT)/聚酰胺6(PA6)混合物混合时AC的拉伸强度。PBT/ PA6/ AC复合材料是通过0、2、4、6、8和10%AC的注射成型制备的。在国际标准化组织527标准组织之后,对样品进行了拉伸测试。PBT/PA6/2%AC,PBT/PA6/4%AC,PBT/PA6/6%AC和PBT/PA6/8%AC样品的拉伸强度分别为45.13、44.60、42.48和41.82 MPA。这些值高于没有AC的PBT/PA6混合物的(40.93 MPa)。将AC掺入PBT/PA6混合物中会增加拉伸强度。PBT/PA6/2%AC样品具有最高的拉伸强度,而PBT/PA6/10%AC样品的拉伸强度比PBT/PA6混合物低39.79 MPa。所有PBT/PA6/AC样品的拉伸模量高于PBT/PA6混合物。将AC添加到PBT/PA6混合物中时,微结构变得更小,更细,增强了凝聚力并改善机械性能。这项工作中分析的方法的可疑应用领域是,PBT/PA6混合物可以用少量AC回收为导电聚合物复合材料。
在本研究中,通过基于气弧焊接的电线 - 弧添加剂制造工艺构建了SS309L的壁结构。SS309L的壁结构沿着水平沉积方向进行了三个位置的微结构和机械性能的研究。在三个墙壁上进行了机械评估,包括微硬度测试,撞击测试,拉伸测试和分裂。微观结构研究表明,除了底部的柱状树突的菌落外,中间部分的柱状树枝状岩和树突结构的混合物除了圆柱树突的落树菌落外,还具有较高的结构。在顶部,中部和底部的平均微度值分别为159±4.21 HV,162±3.89 HV和168±5.34 HV。与锻造的SS309L相比,壁结构的撞击测试结果表明强度更高。建筑结构的拉伸强度显示出屈服强度,最终拉伸强度和伸长率的平均值,分别为409.33±7.66 MPa,556.66±6.33 MPa和39.66±2.33%。相比,锻造的309升钢通常在360 - 480 MPa范围内的拉伸强度为屈服强度为530 - 650 MPa,以实现最终的拉伸强度,伸长强度为35 - 45%。因此,所获得的壁结构的拉伸强度结果落在309 L钢中观察到的拉伸强度的范围内。分裂显示了制造成分的出色延展性。这项研究为墙壁结构的制造及其在机械特征的分析中提供了宝贵的见解。
在生物力学测试之前,通常会冷冻新鲜的人体组织样本,以抑制初始分解过程并实现组织采集与生物力学测试的时间独立性。本研究的目的是比较人类髂胫束 (IT) 的新鲜组织样本与从同一 IT 中采集的新鲜冷冻样本以及在冷冻前用不同浓度的二甲基亚砜 (DMSO) 改性的样本的机械性能。所有样品都经过部分塑化,并使用单轴拉伸试验装置进行破坏性拉伸试验。改进了实验室中已经建立的塑化技术,以改善样品的夹紧行为。材料失效是由承重胶原纤维束的逐渐断裂引起的。与我们的预期相反,新鲜和新鲜冷冻样本的拉伸强度之间没有发现显著差异。与新鲜冷冻样品相比,添加 1 wt% DMSO 不会增加拉伸强度;添加 10 wt% DMSO 甚至导致拉伸强度降低。根据我们的研究结果,使用简单的新鲜冷冻样品来确定拉伸强度是可行的;然而,应使用新鲜样品来生成完整的性能曲线。