装甲钢的机械冶金学 执行摘要 装甲钢历来在应对各种战场威胁时都具有最佳的弹道性能,并且仍然是极具竞争力的装甲材料。然而,人们对装甲钢的弹道和结构性能最重要的因素了解甚少。本报告旨在纠正这一问题,并为装甲设计师和装甲车辆能力获取和质量保证工程师提供概述参考文件。解释了装甲钢的机械性能(特别是其机械冶金学)与弹道性能之间的关系,其中这种性能主要由材料强度、硬度和高应变率行为决定。还讨论了其他重要主题,例如韧性;绝热剪切现象;结构开裂;双硬度和电渣重熔装甲钢,以及装甲钢规格和标准。人们认为,装甲钢不仅会继续改进,而且在未来很长一段时间内仍将主导车辆装甲设计。
Barton, N、Lien, R 和 Lunde, J 1974,《隧道支护设计中的岩体工程分类》,《岩石力学》,第 6 卷,第 189-236 页。Bieniawski, ZT 1974,《岩石材料强度估算》,《南非矿业冶金研究所杂志》,第 74 卷,第 8 期,第 312-320 页,https://doi.org/10.1016/0148-9062(74)91782-3 Bieniawski, ZT 1989,《工程岩体分类:采矿、土木和石油工程工程师和地质学家完整手册》,Wiley-Interscience 出版物 - John Wiley & Sons。 Carranza-Torres, C 和 Fairhurst, C 2000,《隧道设计中收敛约束法在满足 Hoek-Brown 破坏准则的岩体中的应用》,《隧道与地下空间技术》,第 15 卷,第 2 期,第 187-213 页。Deere, DU 和 Deere, DW 1988,《岩石质量指标 (RQD) 的实践》,L Kirkaldie (ed),《工程用岩石分类系统》,ASTM STP 984,ASTM International,西康舍霍肯。
提高材料疲劳寿命的方法之一是提高材料强度。这通常是通过合金化来实现的。[3 – 6] 然而,一个主要缺点是,与低合金或非合金样品相比,合金含量较高的系统的腐蚀性能通常会变得更差。[7] 另一种提高强度的方法是细化晶粒。这种方法的优点是在不改变材料化学成分的情况下实现强度的提高。将晶粒尺寸减小到亚微米范围的特别有效的方法是剧烈的塑性变形工艺。[8 – 10] 在这些过程中,材料会受到高塑性变形,而不会改变材料的横截面形状。通过重复几次该工艺步骤,可以引入非常大量的塑性变形,从而在材料中引入新的位错。这些位错形成新的亚晶粒,由于能量最小化,亚晶粒通过进一步变形转变为大角度晶界。与粗晶粒 (CG) 材料相比,此类超细晶粒 (UFG) 材料的循环性能明显更佳。[10 – 13] 由于 UFG 材料的晶粒尺寸较小,因此通常用于适应 CG 材料疲劳过程中应变的位错排列和/或结构的发展受到阻碍。[14,15]
摘要:铜具有很高的热导率,是现代航空航天推进系统中热应力部件冷却的关键材料。在此类应用中使用铜材料需要材料具有很高的强度和高温稳定性,这可以通过氧化物弥散强化的概念来实现。在这项研究中,我们展示了使用激光增材制造对两种高导电沉淀强化 Cu-Cr-Nb 合金进行氧化物强化。通过在行星磨机中进行机械合金化,将气雾化的 Cu-3.3Cr-0.5Nb 和 Cu-3.3Cr-1.5Nb (wt.%) 粉末材料用 Y 2 O 3 纳米颗粒装饰,然后通过激光粉末床熔合 (L-PBF) 的激光增材制造工艺进行固结。虽然可以制造出致密的强化和非强化合金样品 (>99.5%),但氧化物弥散强化合金还表现出均匀分布的富含钇和铬的氧化物纳米颗粒,以及所有受检合金中存在的 Cr 2 Nb 沉淀物。较高的铌含量导致维氏硬度适度增加约 10 HV0.3,而均匀分散的纳米级氧化物颗粒导致材料强度与非强化合金相比显著增加约 30 HV0.3。
导电水凝胶因其出色的可拉伸性和传感能力而成为柔性电子产品和软机器人的多功能材料。然而,由于长期难以再现天然软组织中观察到的优异机械性能和多功能性,大多数水凝胶仍难以满足实际应用的苛刻要求。例如,哺乳动物的皮肤由于胶原纤维和原纤维的复杂层次结构而表现出优异的抗撕裂性和柔韧性。同样,肌腱的层次结构赋予它们高强度和柔韧性,使它们能够承受机械应力并执行收缩和松弛。受生物软组织卓越特性的启发,我们开发了各种多尺度制造策略来生产具有层次结构的坚固而坚韧的导电有机水凝胶。这涉及冷冻铸造溶液替代策略、自组装和拉伸训练的简便结合策略以及自组装诱导桥交联策略。材料强度由原来的6.5MPa、20.78MPa、54.8MPa提升至原来的54.8MPa,韧性由原来的58.9MJ/m3、153.97MJ/m3提升至260MJ/m3,体现出不同尺度的多重强化增韧机制,已在足球训练运动行为监测、非接触式语音检测、控制假肢抓取物体等方面展现出潜在应用前景。
课程计划3:工程高度 - 绳索课程设计OBJEC = VE:了解工程原理,设计和TES4NG。dura = ON:2小时材料:•微型绳索课程模型(或图像)•诸如绳索,块和连接器之类的建筑材料(用于设计AC4VITY)•安全手册或指南•笔记本和铅笔引入(15分钟):1。讨论什么是工程及其在日常生活中的相关性。2。介绍绳索课程设计的概念,强调安全性和力量。ac = vity(1小时):1。绳索课程Explora4on:o学生穿越实际的绳索课程。o他们观察并记录了所使用的材料,设计元素和任何安全功能。2。设计原则:o讨论课程的某些SEC4ON如何挑战身体的不同部分。o讨论平衡,重量分布4ON和材料强度在设计中的作用。讨论(20分钟):1。分享有关绳索课程的设计的observa4ons。2。更深入地了解为什么选择特定材料以及如何测试强度。applica4on(20分钟):1。设计一个迷你绳索课程:o小组,学生使用建筑材料来创建简单的绳索课程设计。o他们应该考虑体重分配4ON,安全性和用户体验。结论(15分钟):1。查看课程中探讨的工程原理。2。讨论工程学中的Poten4Al职业以及这些原则如何适用于现实世界。
GRCop 是由铜、铬和铌构成的合金系列,由 NASA 为高热流应用而开发。GRCop 合金是专门为满足通道冷却主燃烧室的要求而配制的,可在高热流环境中重复使用。GRCop-84 是 NASA 开发计划下使用增材制造技术开发的。为了进一步提高热导率,同时保持材料强度特性,合金元素的百分比减少了一半,并开发了 GRCop-42。近年来,NASA 已成功使用激光粉末床熔合 (L-PBF) 工艺增材制造 GRCop-42。发现 L-PBF 工艺产生的材料性能与传统挤压 GRCop-42 相当。该工艺的好处包括制造复杂的内部冷却通道以及缩短制造时间。但是,使用该工艺也存在一些很大的缺点。粉末床工艺的性质施加了严格的体积限制以及所需的过多材料库存。定向能量沉积 (DED) 工艺解决了这些限制,同时也加快了制造过程。由于关于 DED 如何与 GRCop-42 配合使用的数据很少,因此对其机械性能进行了调查。更具体地说,使用吹粉定向能量沉积 (BPD) 将材料性能与 L-PBF 制造的 GRCop-42 进行比较。发现 DED 制造的材料孔隙率小于 0.1%。拉伸试验得出结论,DED 制造的 GRCop-42 在室温下具有较低的拉伸强度。结果表明,该工艺能够生产出完全致密的部件,能够满足机械性能
能量过渡构成了一系列与矿物稀缺和耗竭有关的新挑战。矿物质消耗的过程的特征是每吨有价值的矿物的能源消耗增加(即采矿的能量强度),由于开采矿床质量的下降。由于可再生能源技术在很大程度上依赖着一系列矿物质,其中一些矿物质很少,因此可再生能源技术的净能量回报(即提供能源服务的能源份额)可能会受到这种下降的重大影响。这可能反过来危害可再生能源技术提供足够的净能量的能力,从而支持体面的生活水平。因此,本文的目的是使用净能量分析技术与生命周期分析数据相结合,矿物质耗竭对四种可再生能源技术的净能量回报的影响:太阳能光伏,太阳能,太阳能,陆上风和越野风。结果表明,矿物质耗竭对可再生能源技术净能量回报的影响将是边缘的。的确,即使对于分析的每种技术,净能量回报的份额也很高,净能量收益的份额在2060降低了3个百分点 - 风离岸的2.3%,太阳能光伏和浓缩太阳能的1.6%,风岸的太阳能太阳能和1.1%。这些结果通过对采矿的能量强度进行的蒙特卡洛模拟进行了验证。此外,本文讨论了技术因素,例如冶金能效率的改善和制造的材料强度有可能抵消矿物质耗竭的影响。因此,尽管与矿物稀缺性和耗尽有关的限制对于能量过渡可能至关重要,但人们对这些问题对可再生能源净能量回报的影响的担忧似乎是没有根据的。
铁是一种丰富的化学元素,自古以来就以钢和铸铁的形式用于制造工具、器皿和武器。[1,2] 钢铁目前每年的产量为 1.4 亿吨,是人类文明中最广泛利用的材料之一。[1] 如此高的产量和当前加工技术的高碳足迹,使钢铁成为现代社会减少材料对环境影响的首选材料。[3] 虽然全世界的大部分钢铁生产都用于制造致密的建筑结构元件,但人们也在探索将多孔铁块用于催化、[4] 储能、[5] 组织再生 [6] 和结构应用。[7] 对环境影响较小的轻质结构的需求日益增长,人们对此类多孔金属以及它们对旨在更有效地利用自然资源的非物质化战略的潜在贡献的兴趣日益浓厚。海绵铁是通过将矿石在熔点以下直接还原而获得的,是多孔金属最早的例子之一。[8] 由于其强度相对较低,这种多孔铁在过去被用作制造致密结构的前体。多孔金属的低强度源于众所周知的材料强度和相对密度之间的权衡。[9] 根据 Gibson-Ashby 分析模型的预测,[10] 多孔和胞状结构的强度和刚度与固相相对密度 (φ) 呈幂律关系:P∼φm,其中 P 是关注的属性,m 是缩放指数。重要的是,高度多孔的大型结构(φ<0.20)通常表现出的刚度和承载能力远低于这种简单分析模型的预期水平。 [11] 事实上,实验和计算研究表明,当材料的相对密度接近其渗透阈值时,只有一小部分固相能有效地增加多孔结构的刚度。[12,13] 这是因为在多孔网络结构整体变形过程中存在未受载荷的悬挂元素。[14]
ENGR 0xy0 Networking and Professional Development 0 F, SP ENGR 1113 Introduction to Engineering (with lab) 3 F ENGR 3303 Applied Math 3 F ENGR 3513 Control Systems 3 SP ENGR 3943 Engineering Economy & Planning 3 SP ENGR 4943 Capstone Design 1 3 F ENGR 4953 Capstone Design 2 3 SP EECE 2213 Circuits 1 3 SP ME 2513 Mechanical Engineering Computer Apps 3 SP ME 2053 Principles of ME Design 3 f me 2113静态3 F,SP ME 2123动力学3 SP,SU ME 3113材料强度3 SP,SU ME 3443工程材料3 F ME 3613流体机制3 F ME 3703热力学3 F ME 3313机械振动3 SP ME 3413机械3 SP ME 3803 HEAD ME 3803 HEAD TRANS 3 SP ME 3803 HEAT TRANSERITION 3 SP ME 3213 3213 SP ME 3213(3213)3213( 4423机器元件的设计3 f me 4513热流体系统设计3 f选择以下2个课程(6个学分),用于ME 3XN3选举:Engr 3613,Me 4123,Me 4223,Me 4223,Me 4303,Me 4303,Me 4523,Me 4613,Me 4713,Me 4713,Me 4713,我4723,我4723,我4723,我4723,我4723,我4723,我47433,我47433,ME 47444333,我4744447433,我47433,我474433,我474433,我474433,我474433,47433,我47433,我474433,我47333,我47333,我47333,注意:机械工程专业的所有学生都必须在所有必需的数学,科学和工程学先决条件课程中取得“ C”或更高。