与所述低保真方法提供的机会相比,高保真几何方法可能增加的部件疲劳寿命很小,而且投资成本要高得多。使用典型的航空航天制造公差范围进行的简单评估表明,部件寿命存在±5%的差异。这比低保真方法低了两个数量级,但投资和所需数据量却大幅增加。这是因为固有的材料疲劳性能取决于分子水平的部件几何形状。如果这是可能的,那么对飞机部件进行任何这种详细程度的扫描都会产生大量的数据;飞机结构由多少个部件组成,有多少个自由度?
摘要:聚甲醛(POM)纤维是一种具有改善机场道面混凝土性能潜力的新型聚合物纤维。POM纤维对混凝土弯曲疲劳性能的影响是其在机场道面混凝土应用中的一个重要问题。在本研究中,使用纤维体积含量为0.6%和1.2%的普通性能混凝土(OPC)和POM纤维机场道面混凝土(PFAPC)在四个应力水平下进行了四点弯曲疲劳试验,以检查这些材料的弯曲疲劳特性。在使用循环比(n / N)检查弯曲疲劳变形的变化后,进行了弯曲疲劳寿命的双参数威布尔分布检验。然后考虑各种失效概率(生存率)构建了弯曲疲劳寿命方程。结果表明,POM纤维对机场道面混凝土的静载强度无明显影响,PFAPC与OPC静载强度差异在5%以内。POM纤维可使机场道面混凝土的弯曲疲劳变形能力提高近100%,但与OPC相比,POM纤维对机场道面混凝土的疲劳寿命有不同程度的不利影响,最大降低幅度达85%。OPC和PFAPC的疲劳寿命均服从双参数威布尔分布,考虑各种失效概率的单、双对数疲劳方程对双参数威布尔分布的拟合度较高,R2均在0.90以上。PFAPC的极限疲劳强度比OPC低约4%。本次对POM纤维机场道面混凝土弯曲疲劳性能的研究,对POM纤维在长寿命机场道面建设中的应用具有明显的研究价值。
摘要:环境的可持续性和生态耐用性是即将到来的材料时代的必要基准。在结构组件中使用可持续的植物纤维复合材料(PFC)在工业社区中引起了显着兴趣。PFC的耐用性是一个重要的考虑因素,需要在其广泛应用之前对其进行充分理解。水分/水老化,蠕变特性和疲劳性能是PFC耐用性的最关键方面。目前,提出的方法(例如纤维表面处理)可以减轻吸水对PFC机械性能的影响,但完全消除似乎是不可能的,因此限制了PFC在潮湿环境中的应用。PFC中的蠕变没有像水/水分老化那样受到关注。现有的研究已经发现,由于植物纤维的独特微观结构,PFC的显着蠕变变形显着,幸运的是,尽管数据仍然有限,但据报道,增强纤维 - 纤维纤维粘结键可以有效地提高蠕变耐性。关于PFC中的疲劳研究,大多数研究都集中在张力张紧疲劳特性上,但需要更多注意与压缩相关的疲劳性能。PFC在其最终拉伸强度(UTS)的40%的张力疲劳负荷下表现出了一百万个周期的耐力,而与植物纤维类型和纺织结构无关。这些发现在使用PFC进行结构应用中增强了信心,只要采取特殊措施来减轻蠕变和吸水。本文根据上述三个关键因素概述了有关PFC耐用性的当前状态,并讨论了相关的改进方法,希望它可以为读者提供有关PFCS耐用性的全面概述,并强调值得进一步研究的领域。
天然/合成混合增强聚合物复合材料具有显著的特性,而且大多数由这些材料制成的部件都会受到循环载荷,因此在结构应用中,其应用的市场份额正在迅速增长。它们的疲劳性能受到了广泛关注,因为由于纤维之间的协同作用,预测它们的行为是一项挑战。这项研究的目的是表征六层凯夫拉纤维与一层编织洋麻增强环氧树脂混合而成的拉伸、压缩和拉伸-压缩疲劳行为,重量分数为 35%。进行了疲劳试验,并以 60%、70%、80% 和 90% 的极限压缩应力进行循环加载。结果完整描述了拉伸和压缩性能,可用于预测疲劳引起的失效机制。
摘要 加工技术的最新进展使得通过微观结构定制可以制造出具有优异疲劳性能的新型金属材料。鉴于这些有希望的发展,越来越需要在最先进的实验表征和基于物理的理论基础之间建立协同作用。因此,在进一步制定针对循环损伤的新设计指南之前,重新审视现有的预测文献是及时的要求。为此,本文概述了疲劳裂纹扩展机制的主要机械和分析理论。重点是根据基本原理对所提出的建模工作进行分类。在此过程中,根据最新的实验结果仔细检查了其贡献和局限性。目的是为当代工程师和研究人员提供一个视角。这种简洁而关键的叙述将从根本上帮助制定更先进的微观结构 - 损伤关系。最后添加了评论,概述了未来研究的有希望的途径。
本文旨在评估一种自热测试方法,用于表征单道厚度增材制造试件的疲劳性能。它还评估了微观结构取向相对于载荷方向对耗散行为和微裂纹起始的影响。所研究的 316L 不锈钢试件采用定向能量沉积技术制造,有两种配置:(i) 完全打印试件(2 个取向)和 (ii) 修复试件。本文首先介绍形态学和晶体学纹理分析,其次介绍一系列循环载荷下的自热测试。微观结构分析显示,晶粒伸长,其尺寸、形状和优选取向由工艺参数控制。循环拉伸载荷下的自热测量证明,可以通过红外测量对小规模、薄试件进行耗散估算。自热曲线可以成功地用 Munier 模型表示。此外,可以建立打印参数和自热结果之间的几种联系。例如,连续沉积层之间的垂直增量越小,平均
收到:03.08.2023;修订:30.01.2024;接受:28.05.2024摘要:近年来,由于其出色的特性,沥青修饰的纳米材料已变得广泛。石墨烯及其衍生物是其中的重要例子。因此,进行了这项综述研究,以详细评估石墨烯对沥青的影响。因此,通过研究文献研究,给出了有关石墨烯及其衍生物的一般信息,并评估了石墨烯改装沥青的制备条件。然后,研究了石墨烯对沥青物理和流变学特性的影响。此外,研究了石墨烯修饰对沥青混合物性能的影响以及在复合修饰中使用石墨烯的影响。因此,确定石墨烯可以改善沥青的高温性能,但其对沥青的低温和疲劳性能的影响大多可以忽略不计。另外,已经确定石墨烯会增加沥青混合物的发情电阻,并积极影响沥青混合物的开裂性。
基础知识、机械行为、材料失效 晶体结构简介 – 配位数、原子填充因子、简单立方、BCC、FCC 和 HCP 结构、晶体缺陷 – 点、线、表面和体积缺陷、原子扩散:现象、菲克扩散定律;影响扩散的因素。机械行为:应力-应变图显示材料的延性和脆性行为、工程和真实应变、线性和非线性弹性行为和性能、塑性范围内的机械性能。刚度、屈服强度、偏移屈服强度、延展性、极限拉伸强度、韧性、滑移和孪生导致的单晶塑性变形、金属强化机制 断裂:I 型、II 型和 III 型、疲劳:疲劳载荷类型及示例、疲劳机制、疲劳性能、S-N 图、疲劳测试。蠕变:举例说明蠕变现象、蠕变的三个阶段、蠕变特性、应力松弛。断裂韧性的概念。