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数值化与智能化技术在材料科学中的应用与发展综述
设计，优化和制造。数值技术，例如有限元分析，验收动力学，第一原理计算和多尺度建模，可以有效地预测机构属性并优化设计。与此同时，人工智能和大数据分析可以通过机器学习发现新材料和反向设计。智能手段与自适应控制系统相结合，实现了生产过程的自动化和实时优化，从而提高了制造效率和精度。尽管数据和计算成本不足，但随着技术的进步，材料科学却朝着更高的精度和自动化方向发展。
铝议程：基础设施
美国铝业公司依赖现代可靠的基础设施——从道路和桥梁到电网再到回收系统。耐用、可回收和轻质的铝是为 21 世纪基础设施项目量身定制的材料。交通运输 铝对于建设未来的交通系统至关重要。它的耐用性和防腐蚀特性使其成为许多交通系统应用的完美搭配，包括维护成本较低的道路和桥梁。此外，轻质强度和导电性能使其成为未来电动汽车及其充电站的必需品。铝业协会支持：• 增加对交通系统的投资：为地面交通项目提供大量投资。• 建造经久耐用的新桥梁：鼓励各州在采购过程中考虑桥梁的全生命周期成本，以确保新桥梁项目的设计符合现代交通运输的要求。• 提高卡车最大重量限制：将联邦卡车重量限制提高到 91,000 磅。如果卡车配备了额外的第六轴，国会还应允许各州提高州际公路系统道路上的卡车重量限制。• 21 世纪电动汽车基础设施：包括迅速全面实施《通货膨胀削减法案》中的激励措施。绿色建筑 铝可构建更可持续的结构。铝被广泛用作大型公共建筑项目的材料，兼具美观性和功能性。铝具有较高的强度重量比、耐腐蚀性和理想的热性能。此外，铝的耐用性意味着它可以使用数十年，从而降低了维护成本。当用于建筑时，铝结构的重量可以大大低于钢材，同时提供相当的强度。铝还可以帮助建筑物获得能源与环境设计先锋奖 (LEED) 框架下的绿色建筑地位，部分原因是其回收利用率高。改善建筑可支持高科技制造、提高运营效率、减少碳排放并提高宜居性。
焊接铝的拉伸强度
（Benson、Downes 和 Dow 2011；J. Paik 等人 2005；J. Paik 2009；J. Paik 等人 2007；Rigo 等人 2003），拉伸设计方法一直被忽视。无法有效预测拉伸连接的强度和延展性，对使用现代极限状态设计开发轻质铝结构具有严重影响。Smith 方法等渐进式破坏方法需要预测结构元件的载荷-缩短和载荷-延伸曲线，但我们缺乏任何切实可行的方法来预测焊接铝结构的载荷-延伸曲线。直接应用有限元法已被证明是一种困难的方法，需要比板厚度小得多的网格离散化（Wang 等人 2007；Dørum 等人 2010）。此外，如果要在模型中使用壳单元，则需要自定义单元丰富。除了学术研究团体或专业咨询机构外，此类技术尚未实用。迄今为止开发的技术仅在土木工程结构常见的细节类型上得到验证。因此，海洋结构工程师目前缺乏实用工具和实验数据来设计完全考虑焊缝不匹配影响的结构。
铝用耐火材料解决方案
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