Murat Tiryakioǧlu 博士,CQE,顾问 Alexandra Schönning 博士,委员会成员 Paul Eason 博士,PE,委员会成员 被工程学院录取:工程学院主任 Murat Tiryakioǧlu 博士,CQE 被计算机、工程和建筑学院录取 Mark A. Tumeo 博士,PE 计算机、工程和建筑学院院长 被大学录取:John Kantner 博士 研究生院院长
钛在地壳中的含量约为0.63%,居所有元素的第10位,含量仅次于铝、铁、镁等金属元素,铁、镁居第10位;钛合金密度小,比强度高(抗拉强度与密度之比),工作范围宽(-253℃~600℃),耐腐蚀熔点优良;钛合金化学活性很大,易与氢、氧、氮发生反应,冶炼加工困难,加工成本高。钛合金还具有导热性差(仅为铁的1/5、铝的1/15)、变形系数小、摩擦系数大等特点,被广泛应用于飞机机身、燃气轮机、石油化工、汽车工业、医疗等领域的重要零部件。
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
寻找化石燃料的绿色替代品可刺激光伏场中的搜索。硅是建造太阳能电池的最常用材料,这主要是因为其成本效果,但吸收光谱有限(尤其是在蓝色和紫外线区域),这是相对较低的冲击式标题极限(30%)。此外,硅太阳能电池的温度系数相当高,这意味着它们的效率随温度升高显示可测量的下降。多函数太阳能电池达到高达47%[1]的效率,但是很难构建,并且非常昂贵。氮化盐是一种有前途的材料,用于吸收多结太阳能电池中的高能光子或Si-GAN串联细胞中的高能光子[2],具有多个量子井(MQW)结构,显示出最佳性能[3]。MQW细胞在简单的P-N或P-I-N结构结构上显示出各种优势,这主要是由于可以在不存在的位错和相位分离问题的情况下生长较薄的Ingan层,这是GAN上生长的厚Ingan层的典型情况[4]。Ingan-GAN MQW结构已被证明在恶劣的环境中,在高激发密度和高温下[5,6]中也是可靠的[5,6],从而可以在无线电源传输系统和空间应用中使用[7]。这项工作的目的是了解在高温下将基于MQW INGAN的太阳能电池提交给高功率光和电应力时如何降解。
Inconel 718 是一种镍基超级合金,由于其在高温下具有出色的性能,因此是常用的火箭发动机材料。其疲劳寿命在很大程度上取决于表面粗糙度,因为疲劳会在表面引入和扩展裂纹。Aerojet Rocketdyne 设定的零件标准通常要求表面粗糙度值为 64 至 125 Ra。但是,精加工过程中产生的表面形貌和残余应力也会影响疲劳性能。该项目的具体目标是进行文献综述并编写实验方法,以确定车削、喷砂和抛光产生的表面粗糙度、形貌和残余应力如何累积影响中高周疲劳。现有文献显示,经过固溶处理和时效处理的抛光 Inconel 718 在 500 至 600 MPa 的应力幅度范围内达到高周疲劳状态。此范围将成为为 Aerojet 使用的常见精加工工艺(抛光、车削和喷砂)生成有用的 S-N 曲线的起点。测试方法和分析技术将包括使用 Ambios XP1 触针轮廓仪进行表面粗糙度测量、表面形貌的扫描电子显微镜 (SEM) 成像、完全反向悬臂弯曲疲劳测试和 SEM 断裂分析。解决的安全问题与疲劳测试、喷砂和使用 Kalling 溶液蚀刻 Inconel 718 金相学样品有关。
摘要 综述了 γ -TiAl 合金的高周疲劳 (HCF) 性能,特别是在近阈值循环载荷范围内的变形机制。通过研究层状取向和厚度对 HCF 阈值的影响,除了更传统的微观结构考虑因素(例如晶粒尺寸或层状群的体积分数)之外,还评估了改善 HCF 的 γ -TiAl 微观结构的因素。最后,调查了实验方法和加载策略,以确定改进 γ - TiAl 合金 HCF 测试的技术。在此,我们既考虑了不同方法的保守性,也考虑了以合适的分辨率测量层状 γ -TiAl 微观结构在 HCF 下的局部力学行为的可能性。