断裂力学是经典工程机制的一个分支,它涉及应力场和外部负载下破裂固体的裂纹生长标准。该课程涵盖了断裂力学和故障标准的基本概念,线性弹性断裂力学(LEFM),弹性塑料断裂,金属,聚合物,陶瓷和复合材料的断裂,以及机制,例如J-Integral和CoD,例如J-Integral和CoD,以测量破裂的严重程度。疲劳裂纹生长机制,微裂纹以及如何发展和控制裂纹是过程的一部分。将涵盖如何使用有限元素,多尺度断裂力学和不同尺度上的断裂来评估断裂参数的计算方案。课程目录:线性弹性断裂力学(LEFM),能量释放速率,压力强度因子,非线性断裂力学,J构成,弹性塑料骨折,裂纹尖端可塑性,裂纹繁殖,裂缝繁殖,裂缝疲劳裂纹的生长,裂缝裂纹测试,裂纹测试,裂纹和组合材料和组合材料,较稳定性,更稳固,强化。课程目的:
沿木材颗粒(0°)沿最艰难的方向定向的裂纹倾向于在90°偏转到倒影,而不是沿0°方向延伸。骨折韧性数据很难解释。研究了用聚合物代替木孔空间的裂纹生长机制和影响。使用应变场测量值和有限元分析(FEA)(FEA),在桦木的四点弯曲断裂力学和两种不同聚合物填充的桦木复合材料中分析裂纹生长。校准裂纹和90°领域中的凝聚区模型描述了正极性FEA模型中断裂过程区的性质。0◦裂纹渗透与90◦基于凝聚区特性分析裂纹挠度的条件。稳定的亚临界裂纹挠度在低负载下发生,减少裂纹尖端应力浓度,并有助于高结构韧性,前提是90◦韧性不太低。聚合物填充的整洁桦木复合材料在本研究中具有最佳的结构韧性特性,因为任何化学处理都不会损害90◦韧性。
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)
抽象的数字图像相关性(DIC)已成为监视和评估开裂标本的机械实验的宝贵工具,但是由于固有的噪声和人工制品,通常很难自动检测裂纹。机器学习模型在使用DIC测量的,插值的全景位移作为基于卷积的分割模型的输入中检测裂纹路径和裂纹尖端非常成功。仍然需要大数据来训练此类模型。但是,由于实验昂贵且耗时,科学数据通常很少。在这项工作中,我们提出了一种直接生成类似于实际插值DIC位移的破裂标本的大量人工位移数据的方法。该方法基于生成对抗网络(GAN)。在训练期间,鉴别器以衍生的von Mises等效菌株的形式接收物理领域知识。我们表明,与经典的无指导GAN方法相比,这种物理学引导的方法在样品的视觉质量,切成薄片的Wasserstein距离和几何得分方面会带来改善的结果。
D 为损伤(D 等于 1 时理论上对应于失效),n i 和 N i 分别为第 i 个恒幅应力水平 σ i 施加的循环数和失效循环数。由于其内在的简单性,Miner 规则已成为基于耐久性方法的金属结构疲劳设计的行业标准。它已被用于领先的钢结构设计标准,如 EN 1993-1-9:2005 [ 3 ]、DNVGL-RP-C203:2016 [ 4 ] 和 BS 7608:2014 [ 5 ]。Schütz [ 6 ] 发表了对不同疲劳测试程序及其结果的全面概述和批判性评论。测试程序表明,实验寿命与 Miner 规则预测的寿命之间存在很大差异。对于从低到高 ( σ 1 < σ 2 ) 的载荷序列,寿命预测往往比较保守,而对于从高到低的载荷序列 ( σ 1 > σ 2 ),寿命预测往往比较不保守。对于随机载荷谱,非保守方面的 10 倍及以上的因子并不罕见。因此,尽管 Miner 规则被广泛使用,但它仍存在许多缺点。主要缺陷是其载荷水平独立性、载荷序列独立性以及没有考虑裂纹尖端塑性引起的载荷相互作用效应 [ 7 ]。Schijve [ 8 ] 还提到,它无法解释具有
纤维金属层压板 (FML) 是组合粘合结构大家族中的一员,由薄金属板和纤维增强聚合物层粘合而成 [1]。FML 的混合概念因其卓越的抗疲劳性能以及抗冲击、耐腐蚀等优异的机械特性而闻名。FML 的一种变体 Glare 由交替粘合在一起的薄铝板和玻璃纤维环氧层制成,已被大规模用作空客 A380 的机身蒙皮和尾翼前缘蒙皮材料。与整体式金属板相比,FML 的卓越疲劳性能归因于疲劳裂纹尖端尾流中完整纤维提供的桥接机制,如图 1 所示。抗疲劳纤维保持完整并抑制金属层中裂纹的张开,从而使载荷从破裂的金属层转移到桥接纤维。这种桥接机制显著提高了金属层对疲劳裂纹扩展的抵抗力,因为它降低了裂纹尖端的应力严重程度。同时,由于开裂的金属层和桥接纤维之间以剪切形式传递的循环载荷,在复合材料/金属界面处发生了分层,这是 FML 中的一种伴随失效机制 [2] 。FML 中显著改善的抗疲劳性以及失效机制非常具有代表性,在一般组合结构中非常具有代表性
3.1 范围。 3.1.1 承包商应分三个阶段开展本项目所需的工作:i. 文献综述 ii. 实验 iii. 数据分析和报告 3.1.2 在第 1 阶段,承包商应确定使用断裂力学理论选择低温应用钢材以及厚度和钢材韧性之间关系的最新理解。 3.1.3 在第 2 阶段,承包商应进行断裂力学试验,以得出常用缺口韧性钢的适用性标准。 3.1.4 在第 3 阶段,承包商应制定更通用的方法,以将该方法应用于船舶建造项目钢材等级的可接受性论证。 3.2 任务。 3.2.1 项目的每个阶段都应通过一项或多项任务来完成。 3.2.2 在第 1 阶段,承包商应进行全面的文献综述,以选择适合船舶建造的一系列厚度的低温(非低温)钢结构的断裂力学标准。这次审查不仅涵盖造船业,还涵盖石油和天然气、采矿、铁路和其他相关行业。 3.2.3 在第 2 阶段,承包商应:i. 制定适当的测试程序,供技术委员会批准。作为初步指导,预计这将涉及使用 CTOD(裂纹尖端张开位移)方法对单一钢种(AH 或 EH)进行测试
本研究的目的是探索和实验验证复合材料补片在防止裂纹扩展和延长铝和钢船舶结构寿命方面的应用。复合材料补片通过降低裂纹尖端区域的应力起到裂纹抑制器的作用。目前存在预测复合材料补片配置有效性的分析能力,但这种分析需要特定的理想化和假设,必须通过实验验证才能将这项技术应用于实践。因此,该项目有助于将该技术开发为一种有用且可靠的船舶板层断裂修复工具,并力求促进其在工业上的接受和实施。该项目的资金由船舶结构委员会通过海军水面作战中心卡德罗克分部提供,随后由 BMT 设计师和规划师提供给密歇根大学。研究了两种配置。首先研究了长度为 18.0 英寸、宽度为 12.0 英寸、厚度为 0.25 英寸的钢板,中跨处有 3.0 英寸的初始裂纹,没有使用钢筋。然后使用双面加固检查了其他几何形状相似的板。在板的一端施加了 2.0 到 50.0 千磅之间的周期性载荷。在进行这些测试之前,进行了简单的拉伸强度测试,以确定复合材料补片的材料特性和 s
本研究的目的是探索和实验验证复合材料补片在防止裂纹扩展和延长铝和钢船舶结构寿命方面的应用。复合材料补片通过降低裂纹尖端区域的应力起到裂纹抑制器的作用。目前存在预测复合材料补片配置有效性的分析能力,但这种分析需要特定的理想化和假设,必须通过实验验证才能将这项技术应用于实践。因此,该项目有助于将该技术开发为一种有用且可靠的船舶板层断裂修复工具,并力求促进其在工业上的接受和实施。该项目的资金由船舶结构委员会通过海军水面作战中心卡德罗克分部提供,随后由 BMT 设计师和规划师提供给密歇根大学。研究了两种配置。首先研究了长度为 18.0 英寸、宽度为 12.0 英寸、厚度为 0.25 英寸的钢板,中跨处有 3.0 英寸的初始裂纹,没有使用钢筋。然后使用双面加固检查了其他几何形状相似的板。在板的一端施加了 2.0 到 50.0 千磅之间的周期性载荷。在进行这些测试之前,进行了简单的拉伸强度测试,以确定复合材料补片的材料特性和 s
本文利用塑性 CTOD 范围 Δ δ p 研究了 2024-T351 铝合金中的疲劳裂纹扩展 (FCG)。对 12 毫米厚的 CT 试样进行实验测试以获得 FCG 速率,并对圆柱形试样进行实验以获得应力 - 应变环。数值分析在材料、几何形状和载荷条件方面复制了实验工作,但假设纯平面应变状态,以获得 Δ δ p 。使用实验应力 - 应变环拟合材料参数。实验工作表明,随着应力比从 R = 0.1 增加到 R = 0.7 毫米,FCG 速率增加,这表明存在裂纹闭合现象。然而,对裂纹尖端后方第一个节点位置的分析表明,在平面应变状态下没有裂纹闭合,而在平面应力状态下发现最大值 36%。因此,即使在 12 毫米厚的样品中,表面也会影响 FCG 速率。发现 da/dN 与 Δ δ p 之间存在近似线性关系。与其他铝合金的比较表明,材料对 da/dN - Δ δ p 关系有显著影响。从平面应变状态到平面应力状态的变化由于裂纹闭合而降低了 FCG 速率。在平面应变状态下,应力比在 R = 0.1 – 0.7 范围内的影响很小,这也是因为没有裂纹闭合。最后,对塑性 CTOD 和裂纹处的累积塑性应变进行了比较