* 匈牙利米什科尔茨 Bay Zoltán 应用研究基金会物流与生产系统研究所 ** 奥地利维也纳技术大学力学研究所 *** 美国科罗拉多州博尔德国家标准与技术研究所 摘要 基于摆锤的冲击试验方法通常称为夏比冲击试验,是一种成本效益较高的材料试验程序,无论是在产品验收还是在监督方面。本文试图简要回顾材料试验的总体发展历史,从 19 世纪下半叶工业化初期开始,并试图指出冲击试验在此期间的作用和地位。本文详细讨论了基于摆锤的冲击试验发展的几个时期。关键词 夏比冲击试验、材料试验史、仪器化冲击试验、摆锤冲击试验 引言 有人说过 (Harvey, 1984):“没有人能够文明或心智成熟,除非他认识到过去、现在和未来是不可分割的。”这句话同样适用于所有的科学技术领域,包括材料测试。本文重点介绍使用夏比试验方法进行材料试验的开发,该方法基于使用摆锤对样品施加冲击力。1979 年,皇家学会在“设计和服务中的断裂力学 - 与缺陷共存”会议上概述了该技术开发的一些里程碑,会上强调了冲击摆锤试验机的重要作用。本文以历史为导向,从材料韧性表征的角度阐明了冲击试验的发展。从历史上看,冲击摆锤试验方法和相关设备(几乎是其目前的形式)是由 SB Russell 于 1898 年(Russell,1898)和 G. Charpy 于 1901 年(Charpy,1901a,b)提出的。AGA Charpy(图 1)在法国《法国社会科学学会杂志》6 月刊和 1901 年 9 月在布达佩斯举行的国际材料试验协会大会论文集(见图 2)中介绍了他的基本思想。冲击试验程序似乎在 18 世纪上半叶被称为 Charpy 试验
摘要:本文介绍了结构可靠性分析 (SRA) 方法的最新进展,旨在确定每种方法的关键应用及其拟议的变体、合格特征、优点和局限性。由于现代海上导管架结构的复杂性和规模日益扩大,越来越有必要提出一种准确有效的方法来评估其材料特性、几何尺寸和操作环境中的不确定性。SRA 作为一种不确定性分析形式,已被证明是结构设计中的有用工具,因为它可以直接量化输入参数的不确定性如何影响结构性能。在此,我们特别关注概率断裂力学方法,因为它准确地解释了在此类结构的设计中占主导地位的疲劳可靠性。成熟的分析/近似方法(例如一阶和二阶可靠性方法 (FORM/SORM))被广泛使用,因为它们为实际问题提供了准确性和效率之间的良好平衡。然而,在高度非线性系统的情况下,它们并不准确。因此,人们使用共轭搜索方向法、鞍点近似、子集模拟、证据理论等方法对其进行了修改。以提高准确性。最初,直接模拟方法(例如蒙特卡洛模拟方法 (MCS))及其各种方差减少技术(例如重要性抽样 (IS)、拉丁超立方抽样 (LHS) 等)对于具有非线性极限状态的结构来说是理想的,但对于计算非常低的失效概率的问题来说,它们表现不佳。总体而言,每种方法都有其优点和局限性,其中 FORM/SORM 是最常用的,但最近,由于计算能力的不断进步,模拟方法的使用越来越多。其他相关方法包括响应面法 (RSM) 和替代模型/元模型 (SM/MM),它们是高级近似方法,非常适合具有隐式极限状态函数和高可靠性指标的结构。文献中也发现了高级近似方法和可靠性分析方法的组合,因为它们适用于复杂、高度非线性的问题。
聚合物复合材料由于其出色的强度和耐用性(相对于重量而言)而越来越多地用于航空航天应用。本书的修订版总结了航空航天结构复合材料部件的设计、制造和性能方面的最新研究和发展。它详细讨论了传统和先进聚合物复合材料的设计、建模和分析,深入了解了机械性能和长期性能,例如强度、刚度、冲击、抗爆和疲劳。本书还包含有关飞机特定主题的附加章节,例如雷击保护、损伤容限和适航性。第一部分包括关于 2D 和 3D 编织复合材料的建模、结构和行为的章节;用于复合材料和部件的制造工艺;层压板的屈曲和抗压强度;以及复合材料的制造缺陷。第二部分讨论了复合材料在航空航天结构设计中的性能,包括以下章节:结构元件刚度和强度建模;单轴和多轴载荷下的疲劳;断裂力学;冲击强度;耐撞性;螺栓接头设计和失效分析;航空航天复合材料对温度和湿度的响应;爆炸响应;修复;损伤的无损评估;结构健康监测 (SHM);适航性;以及认证。人们普遍认为,设计耐损伤结构的当前做法是利用复合材料的异质性,并配置材料,使其能够承受某些类型的损伤并自然阻止其传播。然而,这是一种被动方法,因此它有其自身的局限性。另一方面,复合材料的 SHM 技术的发展是一项新兴技术,它似乎可以通过确保早期检测和监测损坏来提供提高可靠性和安全性的方法。预测能力也正在出现,这些能力能够估计具有已知损坏状态的复合结构的残余刚度和强度。如果我们首先开发并协同结合新功能,以实现在役损伤检测和表征、健康监测和结构预测,那么设计抗损伤和耐损伤复合结构的新策略可能会成为可能。贯穿这些的线索确保飞机系统的结构可靠性将大大增强对其安全性的信心,降低过早出现故障的概率,并降低运行和维护成本。
科学或组织委员会:OPTIMED 2006,6 月,布拉索夫;第五届巴尔干核物理学校,布拉索夫,2006 年 9 月;第三十一届全国固体力学会议,基希讷乌,2007 年 9 月 28-30 日;多体系统动力学会议,皮特什蒂,2007 年 10 月;全国固体力学会议,CNMS-XXXII,皮特什蒂,2008 年 9 月 11-13 日;第三届国际理论与应用力学会议 (MECHANICS 07),西班牙加那利群岛特内里费岛,2007 年 12 月 14-16 日;第三届国际会议。关于动态系统和控制的国际会议 (CONTROL '07),法国阿卡雄,2007 年 10 月 13-15 日;第六届非线性分析、非线性系统和混沌国际会议 (NOLASC '07);第三届 IASME 教育技术国际会议 (EDUTE'07),2007 年;第九届电气工程数学方法和计算技术国际会议 (MMACTEE '07),2007 年;第七届小波分析和多速率系统国际会议 (WAMUS'07),2007 年; OPTIMED 2008、FRAM 2008 – 断裂力学,2008 年 10 月 10-11 日,布拉索夫,TEHNONAV 2006、TEHNONAV 2008;CNMS – XXXIII,全国固体力学会议,布加勒斯特,2009 年 9 月 10-12 日;CNMS-XXXIV、CNMS-XXXV、CNMS-XXXVI、CNMS-XXXVII、CNMS-XXXVIII、CNMS-XXXIX、CNMS-XL2010-2018“机械结构的声学和振动”,AVMS2009 蒂米什瓦拉,2009、2011、2013、2015、2017、2019 年 5 月 28-29 日。 INTER-ENG 国际会议,2009、2010、2011、2012、2013、2014、2015、2018 特尔古穆列什,彼得鲁马约尔大学,实验/过程/系统建模/仿真/优化会议(第三届 IC-EpsMsO),希腊雅典,2009 年 7 月 8 日至 11 日等
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。
核心课程 *ELEC 6710 半导体器件 (3) LEC。3. 半导体器件简介:pn 结、结型二极管器件、光电子器件、双极晶体管、场效应晶体管。(每隔一年) *ELEC 6730 微电子制造 (3) LEC。2. 实验室。3. 部门批准。单片集成电路技术简介。双极和 MOS 工艺和结构。布局、设计、制造和应用的要素。微电子技术实验。(每年) *MECH 6210 电子热管理 (3) LEC。3. 电子器件中的热问题、热传递热阻网络回顾、翅片散热器设计、电子冷却的数值分析、先进的热管理策略。 (2024 年春季,偶数年春季)*MECH 6310 电子封装力学 (3) LEC。3. 使用分析、实验和数值方法对微电子封装和电子组件进行应力和应变分析。(2024 年秋季,偶数年秋季)*MECH 7970 高级电子封装力学 (3) LEC。3. MECH 6310 的延续。(2025 年春季,奇数年春季)* MECH 7300 断裂力学 (3) LEC。3. 裂纹体的应力和应变分析、能量释放率、格里菲斯问题、断裂模式、裂纹尖端场、应力强度因子、小尺度裂纹尖端屈服、J 积分、HRR 方程、断裂参数估计的实验和数值方法。 (2024 年春季,偶数年春季)*INSY 6250 项目管理 (3) LEC。3. 工程、商业和技术项目管理简介,包括:项目管理概念、项目生命周期、规划技术、调度和网络分析、成本估算和预算、风险管理、执行和控制、评估和收尾。(春季和夏季)*INSY 6850 电子制造系统 (3) LEC。3. 电子封装和电子制造技术简介,包括当前和未来趋势、设计和质量以及大批量制造。INSY 5850 和 INSY 6850 不会同时给予学分。(每隔一年春季)选修课电气和计算机工程 ELEC 6130 RF 设备和电路 (3) LEC。3. 针对无线应用的 RF 半导体器件和电路简介。 (每年秋季)ELEC 6190 数字和模拟 IC 设计简介 (3) LEC。3. 使用 Verilog 进行数字 IC 设计,使用行业标准工具进行模拟和混合信号 IC 设计;强调前端设计技能。(每隔一年)
美国机械工程师学会 (ASME) 已更新其在 asme.org 上的数字交付方式,影响之前购买的规范和标准 PDF。用户需要通过“我的帐户”中数字下载页面上的新链接重新下载在 2024 年 4 月 15 日之前购买的文档。要随时了解更新,用户可以注册电子邮件通知。ASME 第 VIII 部分第 2 部分对于设计和制造压力容器至关重要。它是美国机械工程师学会锅炉和压力容器规范的一部分,为制造压力容器提供指导。ASME VIII 第 1 部分和第 2 部分是 ASME 锅炉和压力容器规范的两个部分,每个部分都为设计和建造压力容器提供指导。主要区别在于设计裕度和材料允许应力的方法。第 2 部分采用了较低的设计裕度,因此与第 1 部分相比,材料允许应力更高。ASME 第 VIII 卷第 1 部分和第 2 部分之间的主要区别包括: - **范围**:涵盖压力容器的设计、制造、检验、测试和认证(第 1 部分),而第 2 部分则涵盖压力容器设计和建造的替代规则。 - **设计方法**:基于规则设计方法(第 1 部分),而第 2 部分则强调分析设计方法。 - **安全系数**:使用固定安全系数(第 1 部分),而第 2 部分则允许使用基于风险的安全系数,从而可能降低材料成本(第 2 部分)。与第 2 部分相比,ASME 第 VIII 卷第 1 部分涵盖更为保守的材料要求和规定的测试要求,从而允许使用更先进的材料并考虑断裂力学。下表总结了 ASME 第 VIII 卷第 1 部分和第 2 部分之间的主要区别:| 特点 | ASME 第 VIII 卷第 1 部分 | ASME 第 VIII 卷第 2 部分 | | --- | --- | --- | | 范围 | 涵盖压力容器的设计、制造、检查、测试和认证。| 压力容器设计和建造的替代规则。允许在设计方法上更灵活。| | 设计方法 | 基于规则设计方法。| 强调分析设计方法。| | 设计公式 | 为各种组件规定的公式和规则。| 允许使用更先进的分析方法和设计计算的灵活性。| | 安全系数 | 使用固定安全系数。| 允许使用基于风险的安全系数,从而可能降低材料成本。| | 材料要求 | 更保守的材料要求。| 允许使用更先进的材料并考虑断裂力学。| | 接头效率 | 固定接头效率值。| 根据接头类型和检查方法考虑接头效率。 | | 测试要求 | 规定的测试要求。| 提供基于风险分析和检查结果的测试灵活性。| | 疲劳分析 | 简化的疲劳分析。| 更详细的疲劳分析方法。| | 抗震设计 | 有限的抗震设计规定。| 抗震设计的具体规定。| | 风和外部载荷 | 规定的风和外部载荷公式。| 允许使用更先进的分析方法和设计计算灵活性。设计外部载荷的过程涉及考虑各种因素,包括风和外部压力。为确保安全,在某些情况下会应用更保守的安全系数。有限元分析 (FEA) 可用于更准确地评估这些力。但是,它在某些设计方法中的使用受到限制。在 ASME 第 VIII 条第 1 部分和第 2 部分之间做出选择时,必须考虑所设计压力容器的具体要求。第 1 部分提供了一种广泛使用的更直接的方法,而第 2 部分为需要精细安全系数的特殊应用提供了更大的灵活性。在 ASME 第 VIII 部分第 2 部分中,材料的允许应力是根据材料特性、设计条件和安全裕度确定的。这种方法可以根据每个容器的独特要求更精确地确定允许应力。与提供固定允许应力值的第 1 部分不同,第 2 部分可以对这些因素进行定制评估。ASME 规范中规定的最大允许应力值随温度而变化。在第 1 部分中,根据规则进行设计,安全系数为 3.5,60,000 psi 抗拉强度材料的最大允许应力值为 17,142 psi。在第 2 部分中,根据分析进行设计,安全系数较低,为 2.5,相同材料的最大允许应力变为 24,000 psi。由于要求更严格,一些公司更喜欢为其压力容器采用第 2 部分标准。其他公司可能会根据成本考虑在第 1 部分和第 2 部分之间进行选择。制造商通常为低压容器选择第 1 部分,为高压容器选择第 2 部分。在比较 ASME VIII 第 1 部分和第 2 部分的成本时,必须考虑材料和人工方面的节省是否超过工程、质量控制和管理方面的额外费用。传统上,大型和厚容器适合第 2 部分,但随着 2017 年版第 1 级容器的引入,更多场景现在可以从成本降低中受益。第 2 部分需要更少的加强垫,并允许使用更薄的喷嘴锻件,从而节省更多成本。总之,如果您是从事压力容器设计的专业人士,了解 ASME 第 VIII 部分第 2 部分至关重要。PetroSync 的培训计划为寻求压力容器设计专业知识的专业人士提供全面的学习机会,帮助他们做出明智的决策并确保安全高效的运营。通过将知识扩展到 ASME 第 VIII 部分第 2 部分之外,包括 PetroSync ASME 第 VIII 部分培训,个人可以进一步提高技能并始终站在行业发展的前沿。
ME 201 动力学 (3-0-3) 粒子直线和曲线运动的运动学。粒子和粒子系统的动力学。刚体的旋转和平面运动的运动学。功和能量关系。冲量和动量原理。平面运动中的刚体动力学。先决条件:CE 201。ME 203 热力学 I (3-0-3) 系统和控制体积概念。纯物质的性质。功和热。应用于系统和控制体积的热力学第一定律、内能、焓。热力学第二定律。卡诺循环、熵、可逆和不可逆过程。稳态、稳流、均匀态、均匀流和其他过程的应用。先决条件:MATH 102、PHYS 102 ME 204 热力学 II (3-0-3) 蒸汽动力循环、兰金循环、再热循环和再生循环。麦克斯韦关系、理想气体和真实气体、状态方程、广义图表。气体-蒸汽混合物、湿度图、理想溶液。化学反应。燃料和燃烧过程。先决条件:ME 203。ME 205 材料科学(针对非 ME 学生)(2-3-3)工程材料特性简介:机械、电气和化学。晶体学基础。固体中的杂质和缺陷。原子振动和扩散。单相金属和合金;弹性和塑性变形、再结晶、断裂、疲劳和蠕变。多相材料;重点是铁-铁碳化物系统的相图。热处理工艺,如退火、正火和淬火。广泛使用的工程材料的研究;钢铁、塑料、陶瓷、混凝土和木材。先决条件:CHEM 102、MATH 102 ME 210 机械工程制图与图形 (2-3-3) 通过研究正交投影对机器部件和组件进行图形解释,包括辅助视图;剖面图和全尺寸标注;将设计说明转化为详细图和装配图;绘图惯例,包括焊接件、管道、参考和表面光洁度符号;根据设计要求选择公差。先决条件:无 ME 216 材料科学与工程 (3-0-3) 固体中的原子键合、键合力和能、一次键和二次键。固体中的杂质和缺陷:点、线和界面缺陷。晶体结构、晶格、晶胞和晶体系统、密度计算、晶体方向和平面、线性和平面原子密度。原子振动和扩散。材料的机械性能。弹性和塑性变形和再结晶。单相和多相材料的相图,重点是铁-铁碳化物系统(钢和铸铁)。金属和合金的热加工:退火、正火、淬火和回火、复合材料、聚合物。冲击、断裂、疲劳和蠕变特性以及断裂力学简介。先决条件:CHEM 101、MATH 102、PHYS 102 和共同要求:ME 217
1 0038-1101 00103 固态电子学 2 0967-0661 00123 控制工程实践 3 0968-090X 00130 交通研究 C 部分:新兴技术 4 1350-6307 00139 工程故障分析 5 0020-7403 00206 国际机械科学杂志 6 0735-1933 00208 国际传热传质通讯 7 0017-9310 00210 国际传热传质杂志 8 0022-5096 00220 固体力学与物理杂志 9 0301-9322 00234 国际多相流杂志 10 0306-4379 00236 信息系统 11 0306-4573 00244 信息处理与管理 12 1365-1609 00256 国际岩石力学与采矿科学杂志 13 0890-6955 00264 国际机床工具制造杂志 14 0196-8904 00269 能源转换与管理 15 0005-1098 00270 自动化杂志 16 0026-2714 00274 微电子可靠性 17 0020-7225 00278 国际工程科学杂志 18 0895-6111 00292 计算机医学成像与图形 19 0360-1323 00296 建筑与环境 20 0020-7683 00297 国际固体与液体工程杂志结构 21 0020-7462 00299 国际非线性力学杂志 22 0305-0548 00300 计算机与运筹学 23 0898-1221 00301 计算机与应用数学 24 0022-4898 00302 地球力学杂志 25 0094-114X 00303 机制与机器理论 26 0198-9715 00304 计算机、环境与城市系统 27 0094-5765 00310 宇航学报 28 0029-8018 00320 海洋工程 29 0021-9290 00321 生物力学杂志 30 0013-7944 00322 工程断裂力学 31 0031-3203 00328 模式识别 32 0016-0032 00334 富兰克林研究所杂志 33 0001-4575 00336 事故分析与预防 34 0098-1354 00349 计算机与化学工程 35 2214-5796 07502 大数据研究 36 0010-4825 00351 生物和医学中的计算机应用 37 0008-8846 00352 水泥和混凝土研究 38 0045-7949 00359 计算机与结构 39 0045-7930 00365 计算机与流体 40 0045-7906 00367 计算机与电气工程41 0097-8493 00371 计算机与图形学 42 0093-6413 00374 力学研究通讯 43 1476-9271 00379 计算生物学与化学 44 0098-3004 00398 计算机与地球科学 45 0360-8352 00399 计算机与工业工程 46 0376-0421 00415 航空航天科学进展 47 1367-5788 00429 控制年度评论 48 0360-1285 00474 能源与燃烧科学进展 49 0965-8564 00547 交通研究 A 部分:政策与实践 50 1359-4311 00630 应用热能工程51 0172-2190 00654 世界专利信息 52 0022-4375 00679 安全研究杂志 53 0734-743X 00700 国际冲击工程杂志 54 0736-5853 00703 远程信息处理和信息学
1. Glenske K、Donkiewicz P、Köwitsch A 等人。金属在骨再生中的应用。Int J Mol Sci。2018;19(3):1-32。2. Smeets R、Precht C、Hahn M 等人。含银聚硅氧烷涂层钛种植体的生物相容性和骨整合:猪体内模型。Int J Oral Maxillofac Implants。2017;32(6):1338-1345。3. Witte F。可生物降解镁种植体的历史:综述。Acta Biomater。2010;6(5):1680-1692。4. Triantafyllidis GK、Kazantzis AV、Karageorgiou KT。不锈钢 316L 骨科板植入物因交替出现疲劳和解理退相干而过早断裂。工程失效分析。2007;14(7):1346-1350。5. Amel-Farzad H、Peivandi MT、Yusof-Sani SMR。不锈钢骨科植入物体内腐蚀疲劳失效及多种不同损伤机制。工程失效分析。2007;14(7):1205-1217。6. Singh Raman RK、Jafari S、Harandi SE。镁合金在生物植入物应用中的腐蚀疲劳断裂:综述。工程断裂力学。2015;137:97-108。7. Maksimkin AV、Senatov FS、Anisimova N 等人。用于骨缺损置换的多层多孔超高分子量聚乙烯支架。Mater Sci Eng C。2017;73:366-372。8. Senatov FS、Kopylov AN、Anisimova N、Kiselevsky MV、Maksimkin AV。基于超高分子量聚乙烯的纳米复合材料作为受损软骨的替代材料。Mater Sci Eng C。2015;48:566-571。9. Senatov FS、Gorshenkov MV、Tcherdyntsev VV 等人。基于超高分子量聚乙烯的生物相容性聚合物复合材料用于软骨缺损置换的可能性。J Alloys Compd。2014;586:544-547。10. Kurtz S 编辑。超高分子量聚乙烯生物材料手册 – 全关节置换和医疗器械中的超高分子量聚乙烯。第三版。阿姆斯特丹:Elsevier Inc.;2016。11. Brach Del Prever EM、Bistolfi A、Bracco P、Costa l。UHMWPE 用于关节置换术 - 过去还是未来?J Orthop Traumatol。2009;10(1): 1-8。12. Senatov FS、Niaza KV、Salimon AI、Maksimkin AV、Kaloshkin SD。模拟骨小梁组织的结构化 UHMWPE。Mater Today Commun。2018;14:124-127。13. Braun S、Sonntag R、Schroeder S 等人。髋臼置换术的背面磨损。Acta Biomater。2019;83:467-476。14. Cowie RM、Briscoe A、Fisher J、Jennings LM。 UHMWPE-on-PEEK OPTIMA 的磨损和摩擦。J Mech Behav Biomed Mater。2019;89: 65-71。15. Abdelgaied A、Fisher J、Jennings LM。全膝关节置换术临床前磨损模拟的综合实验和计算框架。J Mech Behav Biomed Mater。2018;78:282-291。16. Zeman J、Ranusa M、Vrbka M、Gallo J、Krupka I、Hartl M。全髋关节置换术生命周期磨合期 UHMWPE 髋臼杯蠕变变形。J Mech Behav Biomed Mater。2018;87:30-39。
