在汽车应用中引入轻质材料的背景和动机。价值与重量。体重对燃料消耗的影响。汽车中的重量分布。崩溃安全法。从功能到三位一体设计的三位一体。轻巧的材料实现。轻型汽车材料:镁合金,铝合金,高强度钢,碳纤维复合材料。有效的材料利用。白色的钢体。汽车材料中的进一步指示:环境观点和安全视点。改善撞车道。多材料启用。设计策略以获得轻巧的设计。混合设计。CAE分析和模拟轻质材料的建模。单元III:汽车组件的高级制造过程:
问题 – 高流动性铝合金和镁合金无法通过减小截面实现轻量化 – 高强度合金(A201、A206)无法压铸 目标 – 开发用于薄壁应用的高流动性合金、加工参数和模具设计方法 – 开发用于高强度合金(如 A201 和 A206)的 SSM 和挤压铸造工艺参数 优势 – 通过减轻重量、提高强度和提高生产可靠性实现更高质量/性能的部件 – 通过缩短周期时间、减少金属用量和增加模具寿命实现成本节约 – 通过增加模具寿命实现供应链可靠性 – 环境改善(降低能耗) 里程碑/可交付成果 – 薄壁合金成分和工艺参数 – 高强度铝合金加工参数 – 属性数据 – 模具和工艺设计的计算机建模方法
博帕尔。摘要- 近年来,铝合金在活塞制造中的应用引起了广泛关注,因为它比铸铁等传统材料具有许多优势。本综述旨在全面分析铝合金在活塞制造中的应用,重点介绍其机械性能、性能和潜在挑战。铝合金活塞的主要优势在于其重量轻,有助于减少往复质量并提高发动机效率。这一特性可以提高发动机转速、降低油耗并提高车辆整体性能。此外,铝合金活塞具有出色的导热性,有助于高效散热并最大限度地降低热膨胀相关问题的风险。关键词-铝合金、活塞、强度、综述、变形、温度分布。1. 简介铝活塞重量轻,因此与铸铁活塞相比,惯性力可以降低到更大程度。在 Al-Si 活塞合金中添加超过 12% 的硅以在高温下工作,因此由于添加 Si,活塞的热强度可以提高。发动机运转时活塞顶部的温度达到约 300°C,在此温度范围内膨胀程度超过铁,因此,为了将铝活塞与铸铁气缸正确配合,活塞在室温下必须松配合。添加硅会使活塞变硬,不易磨损,因此增加了基于纤维和基质成分百分比可实现的优势。MMC 的缺点是 a) 生产系统昂贵,b) 技术仍然相对不成熟,c) 生产过程复杂(尤其是长纤维 MMC),d) 专门生产服务的经验有限,e) 在颗粒 MMC 的情况下难以实现纤维颗粒的适当扩散,f) 颗粒分布不一致,g) 长纤维充当应力集中器,h) 不均匀性质和 i) 各向异性材料。这些缺点限制了金属基复合材料在汽车应用中的使用。除了用于活塞的先进材料外,还采用一些涂层来改善活塞性能。这些涂层技术将在下一节中讨论。过去几十年的研究和创新催生出复合材料,从用于汽车车身的玻璃纤维发展到用于航空航天和其他各种应用的颗粒复合材料。有些复合材料表现出更高的耐磨性、抗氧化性和抗腐蚀性。这些设计和特性机会是传统单片(非增强)材料无法实现的。复合材料在 20 世纪 70 年代被引入工程应用时被称为“未来材料”。由两种或两种以上可明显识别的成分组成的材料在日常生活中被用作天然复合材料。天然复合材料包括木材、土壤骨料、矿物、岩石等。复合材料是最具创新性的材料,由于材料性能的增强,它取代了航空航天、汽车、结构工程等领域的传统材料。这些复合材料是通过传统的金属生产和加工现场生产的。碳化物含量高的钢或石墨以及含有金属粘合剂、碳化钨和碳化物也属于这类复合材料。2. 现有文献综述在文献综述的基础上,重点介绍了研究空白。此外,本章最后还提出了研究目标。Singh 等人 [1] 本文的目的是研究铝和镁合金活塞的应力分布和热分析。在室温下,WE43A 的强度低于 Al-7Si 活塞,但在高温下,由于 WE43A 的机械和热性能优于 Al-7Si,因此可以承受更高的效率。因此,可以得出结论,对于热负荷相对较高的高性能发动机,镁合金是设计活塞的理想材料,但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机,铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。可以得出这样的结论:对于热负荷相对较高的高性能发动机,镁合金是设计活塞的理想材料,但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机,铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。可以得出这样的结论:对于热负荷相对较高的高性能发动机,镁合金是设计活塞的理想材料,但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机,铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。
摘要 不锈钢、钛合金、钴铬合金等金属材料是应用最为广泛的骨科植入物,但在临床应用中仍存在金属与骨的力学不匹配、炎症、二次手术等问题。镁及其合金作为新一代医用金属材料,由于其优异的生物降解性而备受关注。可生物降解的镁基金属具有良好的力学性能和成骨性能,有望成为治疗棘手骨科疾病的植入材料。但腐蚀速度快仍是制约其临床应用的主要挑战之一,合金化和表面改性是控制镁合金腐蚀速度的有效方法。本文综述了可生物降解镁合金的力学性能、生物性能及其在临床应用中存在的问题,重点介绍了镁基金属在合金化和表面改性方面的最新进展,并介绍了镁基植入物在骨科的应用现状。
本文概述了知识型系统 (KBS) 在轻型飞机金属结构设计材料选择决策方法中的应用。飞机整体重量的减轻意味着燃料消耗大幅减少,效率提高。解决这个问题的部分方法是找到一种方法来减轻飞机金属结构的总重量。本文介绍了两种不同的多标准决策 (MCDM) 方法,并举例介绍了一组适合结构设计的入围材料。预定义的约束值(主要是机械性能)被用作满足设计要求的相关属性。目前,高强度重量比的铝合金在大多数轻型飞机零件制造中都是首屈一指的。使用这些方法研究了重量更轻且具有令人印象深刻的强度重量比的镁合金,作为结构中使用铝合金的替代品。Ashby 的材料选择方法被概括,并且材料根据单个材料指数值进行排名。最后,根据使用这些方法获得的结果对材料进行排名,并与使用广义 Ashby 材料选择方法获得的结果进行比较。讨论了单个材料排名结果之间的任何差异。
本文概述了知识型系统 (KBS) 在轻型飞机金属结构设计材料选择决策方法中的应用。飞机整体重量的减轻意味着燃料消耗大幅减少,效率提高。解决这个问题的部分方法是找到一种方法来减轻飞机金属结构的总重量。本文介绍了两种不同的多标准决策 (MCDM) 方法,并举例介绍了一组适合结构设计的入围材料。预定义的约束值(主要是机械性能)被用作满足设计要求的相关属性。目前,高强度重量比的铝合金在大多数轻型飞机零件制造中都是首屈一指的。使用这些方法研究了重量更轻且具有令人印象深刻的强度重量比的镁合金,作为结构中使用铝合金的替代品。Ashby 的材料选择方法是通用的,材料根据单个材料指数值进行排名。最后,根据使用这些方法获得的结果对材料进行排名,并与使用广义 Ashby 的材料选择方法获得的结果进行比较。讨论了单个材料排名结果之间的任何差异。
9:20 特邀发言人:Dimitri Riabov,查尔姆斯大学,基于激光的不锈钢粉末床熔合。10:00 咖啡 10:30 Ethan Sullivan,KTH。粉末粒度分布和轮廓对电子束粉末床熔合中构建质量的影响。Saman Sharif Hedås、Mattias Jerhamre Engström、Greta Lindwall。10.50 Julia Löfstrand,UU。增材制造 Fe 基块体金属玻璃的工艺开发和磁对比。Inga Goetz、Jithin James Marattukalam、Björgvin Hjörvarsson、Björn Skårman、Petra Jönsson。11:10 Zeyu Lin,KTH。用 PBF-EB 制造的 NiTi 合金的加工窗口。 Sasan Dadbakhsh、Kumar Babu Surreddi、Amir Rashid 11.30 Tatiana Fedina,立陶宛理工大学。激光增材制造中的铁矿石加工。Frank Brueckner、Alexander FH Kaplan 11.50 Lisa Larsson,乌干达理工大学。构建方向和扫描策略对 PBF-LB 生产的可生物降解镁合金机械性能的影响。Tuerdi Maimaitiyili、Francesco D'Elia、Cecilia Persson。12:10 午餐
1. 内布拉斯加大学林肯分校机械与材料工程系,内布拉斯加州林肯市,美国 2. 普渡大学机械工程学院,印第安纳州西拉斐特,美国 通讯作者 – MP Sealy,电子邮件 sealy@unl.edu 摘要 增材制造 (AM) 镁合金由于拉伸应力和粗大微观结构而迅速腐蚀。提出了将增材制造与层间超声波喷丸循环结合(混合)作为一种解决方案,通过强化机制和压缩残余应力来提高增材制造的镁 WE43 合金的耐腐蚀性。应用层间喷丸加工硬化离散层并形成区域晶粒细化和亚表面压缩残余应力屏障的全球完整性。通常会加速腐蚀的拉伸残余应力降低了 90%。结果表明,通过层间喷丸可以实现对腐蚀的时间分辨控制,并且与打印的 WE43 相比,打印单元内的局部腐蚀减少了 57%。关键词:增材制造、混合制造、镁 1. 引言 随着镁增材制造技术发展到更高的水平 [1],医疗器械和石油压裂行业寻求对负载-压力进行时间分辨的降解。
摘要:微生物学上影响的腐蚀(MIC)是在存在微生物及其生物膜的情况下材料降解的过程。这是一种环境辅助的腐蚀类型,非常复杂且具有挑战性。不同的金属材料,例如钢合金,镁合金,铝合金和钛合金,据报道有MIC对其应用的不利影响。尽管许多研究人员报告了细菌作为微生物腐蚀的主要罪魁祸首,但已发现包括真菌,藻类,古细菌和地衣在内的其他几种微生物在金属和非金属表面上引起MIC。但是,对真菌,藻类,古细菌和地衣引起的麦克风的关注更少。在本文论文中,已经详细讨论了不同微生物,包括细菌,真菌,藻类,古细菌和地衣的影响,对工程材料的腐蚀特性进行了详细讨论。本综述旨在总结直接或间接导致结构材料降解的所有腐蚀性微生物。指责每种MIC病例的细菌,而无需对腐蚀部位进行适当研究,并深入研究生物膜和分泌的代谢物可能会在理解材料失败的实际原因方面造成问题。要在任何环境中识别真正的腐蚀剂,研究在特定环境中存在的各种微生物非常重要。