声波,536-546 衍射和模式转换信号,541-542 分布弹簧常数,539-541 与裂纹的相互作用,536-537 界面透射率,539,541 局部应力强度因子,543-546 通过透射和衍射信号接收,537-538 界面残余应力,542-543 剪切波信号,542 超声波穿过裂纹的传播,539-540 垂直于裂纹表面的波传播,538--541 艾里应力函数,313 合金,139,171 铝合金,121,270,528,583-597,640,642-643 施加与有效试样几何形状,227-228 基线传播数据,571-572 化学成分, 122,584 顺应性方法,587 恒定载荷振幅试验,569-570 裂纹扩展基线数据,428-430 速率变化,37-38 裂纹张开应力强度因子变化,37-38
在压缩负载下研究了基于陶瓷泡沫和ALSI10MG轻质铝合金的互穿金属陶瓷复合材料。陶瓷预成型是通过机械搅拌,干燥和最终烧结而产生的。它的相对密度约为25%,并通过铝合金通过气压浸润渗透。压缩负荷期间的损伤过程以及对裂纹发育的理解是这项研究的重点,并通过补充2D和3D表征方法获得。因此,使用通用测试机,数字图像相关性和显微镜设置的2D表面原位研究设置。进行3D研究,开发并进行了具有原位X射线计算机断层扫描的压缩测试,以了解材料裂纹的生长和裂纹的传播,以及其互穿金属 - 陶瓷复合材料内的失效机制。材料在平行于载荷方向的陶瓷相中显示裂纹起始。随后裂纹簇的形成随后发生了故障机理的变化,这是由于剪切应力支配的失败,其宏观裂纹在45°方向上的宏观裂缝在载荷方向上发生了变化。可以确定复合材料的良好失败。2D和3D调查方法的组合可以深入了解互穿复合材料的失败行为,从而有助于理解超出当前知识状态的失败机制。
环氧复合材料填充了不同量的橡胶颗粒和无骨料的纳米颗粒,以检查多相颗粒对复合材料机械性能的协同作用。在这项工作中,使用ABAQUS中的扩展有限元方法模拟裂纹传播(生长),并将位移,压力和裂纹传播的结果与实验结果进行比较。这项研究的主要目的是评估有限元方法的性能,预测结果所需的要素的数量以及扩展有限元方法预测裂纹传播行为的能力。本研究研究了裂纹传播位移和计算网格独立性中所需的元素数量,还比较了Abaqus中2D中纳米颗粒增强的环氧聚合物获得的数值和实验结果。颗粒分离和裂纹繁殖,在拉伸模拟过程中吸收能量,可以在表面硬化和增强中起关键作用。该模拟证实了纳米复合界面的弱化和加强机制,并证明了扩展有限元方法是模拟纳米复合材料的机械行为的有效方法。关键字:CACK传播; XFEM;强化;环氧树脂;纳米复合
虽然使用寿命可以像沃勒图一样简单地描述,但是弯曲疲劳的微观损伤效应是由材料不同阶段发生的不同机制组成的?整个生命周期。在光的开始处发生了一种机制,即洒水。在第三阶段,载荷的变化将引起位错运动,最终导致裂纹的形成。这开始了疲劳寿命的第二阶段,即裂纹扩展。此时,成核裂纹将随着每个加载循环而增长,直到应力强度变得如此之大以至于出现残余桥。裂纹扩展阶段可分为两个不同的子阶段:“阶段 I”中裂纹在最大剪应力平面上扩展,“阶段 II”中裂纹在垂直于拉应力方向的平面上扩展。 “阶段 I” 阶段适用于几种晶粒尺寸的顺序(见图 3)。
摘要:随着微电子封装与集成化的快速发展,封装结构中微焊点在冲击载荷作用下的失效风险日益受到关注。然而,由于尺寸减小和接头结构的演变,基于铜柱的微凸块接头的失效机理和可靠性性能很少能借鉴现有的板级焊点研究成果。本研究针对芯片上芯片 (CoC) 堆叠互连的微凸块接头的开裂行为,对 CoC 测试样品进行反复跌落试验以揭示裂纹形貌。研究发现,导致微凸块失效的裂纹首先在金属间化合物 (IMC) 层与焊料的界面处萌生,沿界面扩展一定长度,然后偏转到焊料基体中。为进一步探究裂纹扩展机理,采用围线积分法计算了IMC与焊料界面处裂纹尖端的应力强度因子(SIF),定量分析了焊料厚度和裂纹长度的影响,并与裂纹偏转准则相结合。将SIF与焊料-Ni界面和焊料基体的断裂韧性相结合,建立了裂纹偏离原始扩展路径的准则,可用于预测裂纹偏转的临界裂纹长度和偏转角。最后,通过板级跌落试验验证了焊料厚度与主裂纹临界偏转长度和偏转角之间的关系,并简要讨论了焊料基体中晶粒结构对实际失效寿命的影响。
断裂和损伤力学这个术语让很多人感到有些不安。这是因为,直到最近,力学的主要重点还是材料的强度和阻力。对于某些人来说,谈论断裂就像谈论一种致命的疾病一样令人不舒服。但是,就像预防致命疾病一样,必须了解其性质、症状和行为;要确保结构的强度,必须了解其潜在故障的原因和性质。断裂问题在材料强度科学中至关重要。但是,作为可变形固体力学的一个独立分支,断裂力学不仅起源于最近,而且其边界尚未明确界定。因此,将来自许多不同科学和工程分支的代表的努力结合起来,对断裂概念进行全面研究至关重要。同样重要的是,术语的差异(这在不同科学中很常见)和普遍认为所有问题的答案都存在于一般问题的特定部分这一信念不会导致概念争议被词语争论所取代的情况。目前,常规断裂力学是研究裂纹或裂纹系统扩展的条件。但是,裂纹的性质不同,并且在不同的尺度水平上进行考虑。一种极端情况是晶粒断裂,当两个原子层之间的距离足以忽略原子之间的相互作用力时,晶粒断裂会以亚微观裂纹开始。另一个极端的例子是核反应堆焊接涡轮转子中出现的裂纹,裂纹的长度和宽度可能达到厘米;这被称为宏观断裂。在第一种情况下,裂纹扩展的条件由裂纹尖端的原子结构定义。这里考虑的是由原子而不是连续介质形成的离散晶格;因此,“裂纹尖端”的概念本身变得不确定。这种亚微观裂纹及其与其他晶格缺陷相互作用的行为的研究本质上属于固体物理学而不是力学的领域;然而,经典弹性理论的方法完全是
在微电子领域,铜线越来越多地代替金线用于制作键合互连。在这些应用中使用铜有许多潜在的好处,包括更好的电气和机械性能以及更低的成本。通常,导线键合到铝接触垫上。然而,人们对导线/垫界面处 Cu/Al 金属间化合物 (IMC) 的生长了解甚少,如果过度生长,会增加接触电阻并降低键合可靠性。为了研究 Cu 球键合中 Cu/Al IMC 的生长,在 250 C 下高温老化长达 196 小时,以加速键合的老化过程。然后记录了 Cu/Al IMC 的生长行为,并获得了 6.2 ± 1.7 · 10 14 cm 2 /s 的 IMC 形成速率。除了垂直于键合界面的常规 yz 平面横截面外,还报告了平行于界面层的 xy 平面横截面。在光学显微镜下,在球键合 xy 平面横截面上,Cu/Al 界面处有三层 IMC 层,它们的颜色不同。微 XRD 分析结果证实,Cu 9 Al 4 和 CuAl 2 是主要的 IMC 产物,而发现第三相,可能是 CuAl。在老化过程中,IMC 膜从键合外围开始生长,并向内传播至中心区域。随后,随着老化时间的增加,在 IMC 层和 Cu 球表面之间观察到空洞,也是从键合外围开始。空洞最终连通并向中心区域发展,导致球和金属间层之间几乎完全断裂,这是 81 小时后观察到的。2007 Elsevier Ltd. 保留所有权利。
本工作采用了一种创新技术——电弧增材制造 (WAAM),这是一种定向能量沉积技术,用于裂纹钢部件的疲劳强化。在高周疲劳载荷条件下测试了不同的带有中心裂纹的钢板,包括参考板、用 WAAM 修复的具有沉积轮廓的钢板以及用 WAAM 修复并随后进行加工以降低应力集中系数的钢板。进行了相应的有限元模拟,以更好地理解 WAAM 修复的机理。参考板上现有的中心裂纹在 94 万次循环后扩展并导致断裂,而两块 WAAM 修复板中的中心裂纹并未扩展,这是由于净横截面积增加以及沉积过程引起的压应力。然而,在第二块钢板中,由于局部应力集中,在 WAAM 轮廓根部出现了新的裂纹,疲劳寿命达到了 220 万次循环(是参考板的 2.3 倍)。另一方面,第三块钢板由于加工轮廓光滑,经受了 900 多万次疲劳循环,没有出现明显的退化。这项研究的结果表明,WAAM 修复技术在解决钢结构疲劳损伤方面具有巨大潜力。
摘要: 我们考虑了具有固定入射方向的远场模式的裂纹散射逆问题。首先,我们证明了声软裂纹可以由具有固定入射方向的多频远场模式唯一地确定。该证明基于散射场的低频渐近分析。唯一性结果的一个重要特征是背景甚至可以是未知的非均匀介质。然后提出了一种改进的牛顿法来数值重建裂纹的形状和位置。与经典牛顿法相比,改进的牛顿法放松了对良好初始猜测的依赖,并且可以应用于多个裂纹。二维数值算例证明了改进的牛顿法的可行性和有效性。特别是,如果我们合理地使用两个频率或两个入射方向的测量值,重建的质量可以大大提高。 论文链接: http://dx.doi.org/10.1088/1361-6420/ad904d
基础设施中的抽象表面裂纹如果没有有效维修,可能会导致明显的恶化和昂贵的维护。手动修复方法是劳动力密集的,耗时的,不精确的,因此很难扩展到大面积。尽管机器人感知和操纵的进步已经进行了自主裂纹修复的进展,但现有方法仍然面临三个关键挑战:(i)在机器人的坐标框架内准确定位裂缝,(ii)对改变裂纹深度和宽度的适应性,以及(iii)在现实情况下对修复过程的验证。本文使用具有先进感应技术的机器人技术提出了一种自适应的自主系统,用于表面裂纹检测和修复,以增强人类的精度和安全性。系统使用RGB-D摄像头进行裂纹检测,用于精确测量的激光扫描仪以及用于材料沉积的挤出机和泵。为了应对关键挑战之一,激光扫描仪用于增强裂纹坐标以进行准确定位。此外,我们的方法表明,一种自适应裂纹填充方法比固定速度方法更有效,更有效,实验结果证实了精度和一致性。此外,为了确保现实世界的适用性和测试可重复性,我们使用3D打印的裂纹标本引入了一种新颖的验证程序,以准确模拟现实世界中的条件。关键字:机器人基础设施维护裂纹维修自适应维修最终效果设计计算机视觉1.这项研究通过证明自适应机器人系统如何减少对手动劳动的需求,提高安全性并提高维护操作的效率,最终为更复杂和集成的建筑机器人铺平道路,从而为建筑中人类机器人相互作用的发展贡献。在基础设施维持领域的引入,有效的检测和修复表面裂纹是最持久和最具挑战性的问题之一。表面裂纹通常是非结构性的,但由于水分或化学入口而导致长期恶化。随着时间的流逝,这些次要缺陷可能会传播并在结构上显着,可能导致昂贵的维修甚至灾难性的失败。传统的裂纹维修方法,例如倒入,填充,密封,压力倾泻和挖掘挖掘[1],在很大程度上依赖手动劳动,并且通常会导致不一致的维修质量,同时带来了主要的安全风险。此外,手动裂纹维修可能是一个耗时的过程,可能会导致受影响社区的恢复的重大延迟。,例如,从2016年到2018年,旧金山国际机场跑道的地表裂纹维修直接占有近半百万美元,