适用于海洋环境的铝合金已经问世约 30 年,在减轻结构重量和船体维护方面具有显著优势。然而,铝合金的单位材料成本目前是低碳钢的 5 至 6 倍。与钢相比,使用铝合金通常可减轻船体结构重量约 50%,因此铝船体的总材料成本将是同类钢船体的 2-1/2 至 3 倍。由于铝结构通常不会显著降低船体建造的劳动力成本,因此更高的材料成本会导致整体建造成本相应增加,而这些成本必须转嫁给购买者。这一因素通常将铝的使用限制在以下海洋应用领域:
15.补充说明由船舶结构委员会赞助。由其成员机构 16 共同资助。摘要 最近的大型铝高速船已经利用定制挤压件有效地建造大型扁平结构,包括内部甲板、湿甲板和侧壳部件。在本报告中,研究了设计和优化此类挤压件以尽量减少结构重量的一般方法。回顾了铝板和面板在平面内和平面外载荷下的强度方法,并将其与公开文献中发表的可用实验测试数据进行了比较。对于铝板和面板的平面内抗压强度,通常发现良好的一致性。然而,目前用于评估板材部件上的平面外载荷以及在组合载荷下作用的板材和面板的最先进的方法并不那么先进。建议在这些领域开展进一步研究。开发了一种使用遗传算法的多目标优化器;该优化器旨在快速生成帕累托边界,将各种强度水平的最小重量设计联系起来。开发了一种工程方法,用于估计平面内和平面外载荷组合下的任意挤压件的强度,并将其链接到优化器以创建完整的设计方法。该方法用于为三种不同类型的挤压面板(板和加强筋组合、夹层面板和帽形加强面板)开发主车辆甲板和公称高速船上强度甲板位置的面板的帕累托边界。最后,提出了结论和未来研究的建议。总体而言,这三种类型的面板在各种强度范围内都表现良好,但在某些应用中,夹层面板比其他两种面板略重。这种工程强度估计方法和多目标遗传算法优化方法的结合已被证明对于此类挤压件的设计非常实用,在标准台式电脑上,完整帕累托前沿的生成时间仅为几分钟。17.关键词 铝、挤压件、屈曲、极限强度、优化、遗传算法。
摘要。这项研究研究了通过摩擦搅拌加工(FSP)的铝 - 氧化铝复合材料的生产,并探讨了机械性能的结果增强。关键重点在于在复合基质中实现Al2O3颗粒的均匀分布,对于优化材料性能至关重要。这些分散的颗粒充当有效的加强剂,阻碍脱位运动和晶界迁移,因此改善了机械属性,例如硬度,强度和耐磨性。实验发现强调了FSP在增强复合材料的各种机械性能方面的功效。值得注意的是,观察到显着改善,包括拉伸强度增加23.56%,硬度增强37.9%,疲劳强度提高了25.5%,耐磨性增加了30.12%。这些结果强调了通过FSP制造的铝 - 氧化铝复合材料的潜力,从而在需要出色的机械性能和耐磨性(例如航空航天,汽车和制造业)的行业中为高性能材料开辟了新的机会。
铝 (Al) 是地壳中最丰富的金属,是继氧 (O 2 ) 和硅 (Si) 之后第三大丰富元素。它呈银白色,具有高电导率和热导率,熔点为 660 0 C。铝已广泛应用于各种领域。在基底上蒸镀的铝膜是非球面镜最常用的表面涂层,因为铝在可见光区是良好的光反射器,在中红外和远红外 (IR) 区是出色的反射器 [1]。此外,铝在微电子技术中广泛用作欧姆接触、肖特基势垒接触、栅极电极以及互连线 [2]。铝还用于制造薄膜晶体管 (TFT)、光电探测器、太阳能电池和许多其他设备 [3]。在太阳能电池的制造中,铝被广泛用作背接触,因为它易于沉积、表面电阻低,并且能够引入背面场效应 (BSF),从而最大限度地降低器件背面的载流子复合率 [4,5]。在薄膜太阳能电池中,铝接触的高反射特性被利用作为光捕获解决方案,其中低能光子将被倾斜反射回吸收层。这增加了光(光子)在器件中的光路长度,从而增加了吸收率
在当今世界,所有工程和制造业主要集中在优质金属和制造材料上。最近的一些研究工作还侧重于设计、制造、模拟、建模、质量检查和性能评估与各种金属混合的复合材料。几种材料以规定的比例与多种金属混合以产生复合材料。我们的日常生活中使用了大量的复合产品。人类生活的必需品之一是房屋和建筑物。现代建筑设计师在建筑施工中使用铝复合材料,如铝复合板 (ACP)。本文介绍了具有各种特征的 ACP 的一般信息。由于 ACP 是一种用于多种实时应用用途的新技术,本文提供了 ACP 的制造概述。它介绍了铝复合材料板、铝板和铝复合板的制造。从规格和市场报告来看,ACP 非常适合建筑施工、汽车制造和其他必要的生产。
简介 2 本指南的目标 2 关于铝业协会 2 铝的特性 3 建筑中的铝 4 铝产品对 LEED ® v4 的贡献 5 能源与大气 5 建筑围护结构 5 可再生能源系统 5 凉爽屋顶 6 室内环境质量 7 可操作的开窗系统 7 最大化视野 7 反射装置 8 暖通空调管道系统 8 低维护 8 消防安全 8 材料与资源 9 利用可再生能源制造的原材料 9 大量使用再生原材料 9 预制 9 耐用且低维护 10 环境产品声明 (EPD) 11 报废铝回收 12 创新 13 创新案例研究 13 负责任的行业 14 行业可持续发展战略和指标 14 提高生产效率并减少碳足迹 15 展望未来 15 致谢 16 联系我们 16
铝的独特之处在于它可以无限回收而不会降低其质量。虽然大多数工业铝市场(包括运输业)的回收率超过 90%,但美国消费者对铝饮料罐的回收率低于 50%。近年来,市政回收基础设施老化和市场变化共同降低了这一比率,给行业和环境带来了挑战。回收更多的铝罐意味着我们可以用旧罐制造更多的新罐。这将大大减少碳排放,因为从原材料制造罐头所需的能源节省了约 95%。2021 年,铝业协会发布了一份新的第三方生命周期评估 (LCA) 报告,显示北美制造的铝罐的碳足迹在过去三十年中下降了近一半。LCA 还发现,回收一个罐头可节省 1.56 兆焦耳 (MJ) 的能源或 98.7 克二氧化碳当量。这意味着仅回收一包 12 个铝罐就能节省的能源足以为普通乘用车行驶约三英里。回收目前每年进入美国垃圾填埋场的铝制饮料罐所节省的能源可以为经济节省约 8 亿美元,并且足够为 200 多万户家庭供电一整年。随着需求增加和行业对新生产能力的投资,我们将需要回收更多的罐子来制造更多的金属。回收退款计划容器押金制度或回收退款计划在推动铝制饮料罐回收方面发挥着重要作用。回收退款计划在消费者购买时向消费者收取退款价值(通常为 5 美分或 10 美分),鼓励消费者归还容器,同时退还押金。目前,美国 10 个州和关岛(以及全球许多其他国家)都已实施此类制度。目前,没有联邦回收退款计划。
由于燃料成本上升和环境法的出台,汽车行业被迫制造更轻、更省油的汽车。当采用铝基复合材料等轻质金属来减轻汽车总重量时,燃料消耗也会减少。铝基复合材料因其卓越的机械和摩擦学特性而被广泛应用于汽车和航空运输业。本文讨论了铝基复合材料在汽车应用中的重要性及其阻尼特性。由于工程应用需要机械稳定性和性能,因此振动是不可接受的。阻尼能力是指材料在周期性应力作用下管理机械振动的能力。为了减少当今环境中的机械振动,需要具有卓越机械和阻尼能力的材料。复合材料是一种更好的选择,因为它们具有更好的机械性能和阻尼能力。文献深入探讨了影响铝基复合材料的不同方面以及汽车应用中阻尼研究的必要性。最后,利用 VOSviewer 以科学计量学方法报告了铝基复合材料阻尼特性的研究进展。Scopus 引擎搜索发现 1329 篇与阻尼和振动研究相关的文献。随后,对 2010 年至 2022 年的 628 篇研究文献进行了专门的统计分析。