表 1:材料特性、断裂应力、断裂应变、断裂能和玻璃化转变温度 (T g )。a 值计算为断裂应力和最大应力的平均值 (n=3)。b 值计算为断裂应变和最大应变的平均值
摘要:在增材制造(AM)中,技术和处理参数是确定给定材料样品特征的关键要素。为了区分这些变量的效果,我们使用了具有不同AM技术的相同AISI 316L不锈钢粉末。使用的技术是金属AM中最相关的技术,即具有高功率二极管激光器的直接激光沉积(DLD)和使用新颖的CO 2激光器,具有高功率二极管激光器和选择性激光熔点(SLM),这是一种尚未与此材料一起报道的新技术。所有样品的微观结构均显示出奥氏体和铁素体相,与两个SLM相比,它们对DLD技术更粗糙。纤维激光SLM样品的硬度最大,但其弯曲强度较低。在带有CO 2激光片的SLM中,孔隙率和缺乏熔化会减少断裂应变,但在某些堆积策略下,强度大于激光SLM样品中的强度。使用DLD制造的标本显示出比其余的更高的断裂应变,同时保持高强度值。在所有情况下,都观察到裂纹表面并确定断裂机制。使用归一化参数方法比较了处理条件,该方法也被用来解释观察到的微观结构。
π 共轭聚合物具有导体和半导体的电子功能性。理想情况下,它们还应具有工程塑料的机械稳定性,因为半导体聚合物的机械性能是决定器件应用的关键因素。然而,对半导体聚合物机械性能的大部分研究都集中在提高与“柔软度”相关的参数上,即低模量和高断裂应变。[1] 这一重点主要受到人们对可拉伸器件的兴趣驱动,例如柔性薄膜晶体管、太阳能电池和传感器。对增加柔软度的强调与半导体聚合物的许多引人注目的应用不相容,在这些应用中强度和硬度都是必需的。例如,与屋顶、道路、人行道、停车场以及车辆和航空表面集成的薄膜太阳能电池;
耐电弧性 IPC-650 2.5.1 秒 242 秒 242 弯曲强度 (MD) IPC-650 2.4.4 kpsi 24 16 N/mm 2 165 弯曲强度 (CD) IPC-650 2.4.4 kpsi 15 8 N/mm 2 103 拉伸强度 (MD) ASTM D 3039 psi 16,800 N/mm 2 116 拉伸强度 (CD) ASTM D 3039 psi 11,000 N/mm 2 75.8 杨氏模量 (MD) ASTM D 3039 psi 10 6 N/mm 2 8,343 杨氏模量 (CD) ASTM D 3039 psi 10 6 N/mm 2 7,171 泊松比 (MD) ASTM D 3039 0.14 0.14 泊松比 (CD) ASTM D 3039 0.10 0.10 断裂应变 (MD) ASTM D 3039 % 1.6 % 1.6 断裂应变 (CD) ASTM D 3039 % 1.4 % 1.4 压缩模量 (Z 轴) ASTM D 695 (23ºC) kpsi 385 N/mm 2 2,650 剥离强度 (1 盎司 VLP) IPC-650 2.4.8 (热应力) 磅/英寸 12 N/mm 2.1 剥离强度 (1 盎司 VLP) IPC-650 2.4.8.3 (150ºC ) (高温) 磅/英寸 14 N/mm 2.5 剥离强度 (1 盎司VLP)IPC-650 2.4.8秒5.2.3 (Proc. Chemicals) 磅/英寸 11 N/mm 2.0 密度 (比重) gm/cm 3 2.28 gm/cm 3 2.28 比热 ASTM E 1269 (DSC) (100ºC) J/g/K 0.99 J/g/K 0.99 热导率 ASTM F 433 W/M*K 0.29 W/M*K 0.29 T d (热分解温度) IPC-650 2.4.24.6 2% 重量损失 ºC 528 ºC 528 T d (热分解温度) IPC-650 2.4.24.6 5% 重量损失 ºC 547 ºC 547 CTE (x) IPC-650 2.4.41 (>RT - 125ºC) ppm/ºC 10 8 ppm/ºC 8 热膨胀系数 (y) IPC-650 2.4.41 (>RT - 125ºC) ppm/ºC 13 10 ppm/ºC 10 热膨胀系数 (z) IPC-650 2.4.41 (>RT - 125ºC) ppm/ºC 108 104 ppm/ºC 108
实施电弧定向能量沉积需要开发新型、工艺适应性强的高性能铝合金。然而,传统的高强度合金难以加工,因为它们容易产生热裂纹。基于 Al-Mg-Zn 的交叉合金结合了良好的可加工性和人工时效后的良好机械性能。在这里,我们提出了一种使用 Ag 微合金化进一步改善 Al-Mg-Zn 交叉合金机械性能的努力。在样品中没有观察到裂纹和少量孔隙。微观结构以细小和球状晶粒为主,晶粒尺寸为 26.6 l m。晶粒结构基本上没有纹理,包含细小的微观偏析区,偏析缝厚度为 3-5 微米。经热处理后,这些微观偏析区溶解,并形成 T 相沉淀物,这通过衍射实验得到澄清。该沉淀反应导致显微硬度为 155 HV0.1,屈服强度分别为 391.3 MPa 和 418.6 MPa,极限拉伸强度分别为 452.7 MPa 和 529.4 MPa,横向和纵向断裂应变分别为 3.4% 和 4.4%。所得结果表明,可以使用新开发的铝交叉合金通过电弧直接能量沉积制造高负荷结构。
测试样品或相机的平移。虽然使用立体 DIC 进行成形性测试具有许多优势,但商用立体 DIC 系统的高成本仍然是其广泛使用的重大障碍,特别是在需要大量投资的学术机构中。在这方面,如果有办法克服 2D DIC 测量中与平面外平移相关的误差,它将为大规模采用 DIC 进行成形性测试铺平道路。在之前的出版物 [3] 中,作者表明,如果操作正确,即使对于较大的局部应变(断裂应变),2D DIC 测量也可以与立体 DIC 测量相匹配。除此之外,作者之前还提出了一种简单的补偿方法,用于使用单相机 DIC 系统从 Marciniak 测试中获得准确可靠的平面内 FLC [4]。他们的方法不适用于平面外 Nakazima 测试,该测试在金属板材成形行业中被广泛采用且更受欢迎。这项工作解决了这一差距,并提出了一种与材料无关、简单且易于实施的 2D DIC 应变补偿方法,用于确定非平面 Nakazima 球冲试验中的 FLC。
摘要。众所周知,聚合物对老化很敏感;可以通过实验测试预测其寿命。本文展示了对聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 在太阳 (UV) 辐射和人造 (UV) 灯辐射、饮用水和海水中的长期性能的实验研究。从应变变化、拉伸断裂应变和杨氏模量方面分析了这种聚合物的性能。所得结果表明,吸收水的量与溶剂的性质无关,只有吸收动力学可能受介质中所含物质的调节。这似乎表明聚合物的塑化是一种可逆现象。此外,研究发现,拉伸强度和弹性模量随浸泡时间的增加而下降。与海水相比,饮用自来水在 36 个月后的吸收率导致聚甲基丙烯酸甲酯表现出非线性行为。 PMMA 暴露于人造 (UV) 灯辐射和太阳 (UV) 辐射,暴露时间相同,聚合物暴露于人造 (UV) 灯辐射时性能下降更严重。此外,经过 19 个月的暴露期后,结果表明人造 (UV) 灯辐射使该材料的行为从粘弹性变为粘塑性。关键词 . 聚甲基丙烯酸甲酯;老化;人造 (UV) 灯辐射和太阳 (UV) 辐射;海水;饮用水;质量增加。
摘要:难熔高熵合金是一种很有潜力的高温结构材料,为获得高强度的难熔高熵合金,在NbMoTiVW难熔高熵合金中添加不同量的Si,研究了Si对NbMoTiVWSi x 合金的相组成、组织特征和力学性能的影响。结果表明:当Si添加量为0、0.025和0.05(摩尔比)时,合金由晶间区的初生BCC和二次BCC组成;当Si添加量增加到0.075和0.1时,形成了包括硅化物相和二次BCC相的共晶组织。初生BCC相呈现树枝状形貌,加入Si使其细化;当Si添加量由0增加到0.1时,晶间区的体积分数由12.22%增加到18.13%。 Si的加入使NbMoTiVW合金的抗压强度由2 242 MPa提高到2 532 MPa,屈服强度也随着Si的加入而提高,NbMoTiVWSi 0.1的屈服强度达到最大值2 298 MPa,但合金的断裂应变由15.31%降低到12.02%。随着Si的增加,合金的断裂机制由韧性和准解理混合断裂转变为解理断裂。Si的加入使合金的强化作用归因于初生BCC相的细化、次生BCC相的体积分数的增加以及共晶组织的形成。
将残余应力效应纳入塑性、断裂和疲劳裂纹扩展模型以评估铝制船舶结构的可靠性 1.0 目标。 1.1 本项目的目标是开发一种经过实验校准和验证的计算工具,该工具可准确预测结构铝合金在残余应力影响下因疲劳和延性断裂而产生的塑性响应和失效。该数值工具不仅可用于铝制船舶结构的可靠性评估和生存力分析,还可用于制定船舶设计和优化的断裂控制计划。 2.0 背景。 2.1 近年来,计算力学的快速发展使工程师能够分析复杂的船舶结构、评估结构可靠性和优化结构设计。因此,对更精确的材料模型的需求变得越来越明显;特别是当最小化设计裕度成为重量优化或延长寿命的方法时。 2.2 船舶结构可能会受到大海或事故(如碰撞和搁浅)造成的极端载荷条件的影响。军用舰船在作战中还要承受严峻的载荷,在极端条件下,舰船结构可能会发生较大的塑性变形,这种变形可能是单调的,也可能是循环的,从而导致结构失效。2.3 到目前为止,绝大多数结构分析采用经典的 J 2 塑性理论来描述金属合金的塑性响应,该理论假设静水应力和应力偏量第三不变量不影响塑性行为。然而,越来越多的实验证据表明,J 2 塑性理论中的假设对许多材料来说是无效的。Gao 等(2009)注意到 5083 铝合金的塑性响应与应力状态有关,并提出了 I 1 -J 2 -J 3 塑性模型。2.4 等效断裂应变通常用作延性断裂准则,人们普遍认为它的值取决于应力三轴性(Johnson and Cook,1985)。然而,最近的研究表明,单独的应力三轴性不足以表征应力状态对延性断裂的影响。Gao 等人(2009)开发了一种应力状态相关的延性断裂模型,其中失效等效应变表示为应力三轴性和应力偏差的第三不变量的函数,并且针对 ABS Grade DH36 钢校准了该断裂模型。2.5 Gao 团队(Jiang, Gao and Srivatsan;2009)的先前研究开发了一种不可逆内聚区模型来模拟疲劳裂纹扩展。该模型已成功针对 7075 铝合金进行校准,并预测了紧凑拉伸剪切试样中的疲劳裂纹扩展。数值结果捕捉了加载模式和过载对疲劳裂纹扩展速率的影响。2.6 焊接接头广泛应用于船舶结构。然而,它们给建模和分析带来了很大的复杂性,例如母材、焊件和热影响区的材料行为和特性不同;焊趾处的几何不连续性(这会改变应力分布并导致焊趾处出现高应力)和残余应力。这些因素加剧了施加在底层材料上的局部应力,降低了不考虑此类影响的材料模型的准确性。焊缝通常不会在结构尺度上以这种详细程度建模,但由于这些原因,故障通常会在这个区域开始