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从飞机到手机:新设备发现湖北经视在线直播一切事物的缺陷

化学 2022-07-27 00:02:14

桑迪亚国家实验室 桑迪亚国家实验室材料力学部门的研究人员利用新的断裂测试吊架进行传统的层间复合材料断裂测试,以及先进的混合复合材料层压板,如下所示

信用:桑迪亚国家实验室 蒂姆·布里格斯在桑迪亚国家实验室建立了自己的职业生涯,与他的合作者团队一起撕裂和打破事物

现在,他开发了一种骨折测试工具,可以帮助从飞机结构框架到手机的所有东西变得更坚固

布里格斯已经为一种与粘合结构复合材料相关的装置申请了专利,该装置的名称看似普通,却是“第一模式断裂测试夹具”

" 该装置由两个不大于一只手的小挂钩组成,通过两种粘合在一起的结构材料插入一个精确钻孔中

然后将挂钩连接到一台传统的试验机上,该试验机被设计用来将粘合的样品拉开,以测量它的强度

在布里格斯创新之前,样品制备和进行一系列这样的断裂测试可能需要几天甚至几周的时间

“我们以一种非常可控的方式将骨折标本分开,”布里格斯说,他在桑迪亚的轻型结构实验室工作

“然后,我们能够测量材料的响应,并量化相关的断裂特性,这告诉我们,当在各种载荷条件下用于成品时,裂纹实际上会如何生长

" 在每一个行业和消费产品中,事情都会发生变化

这可能导致财产损失、诉讼、伤害和生命损失

有时压裂的发生是因为设计时没有充分理解材料在特定条件下的性能

布里格斯解释说:“想想关键的应用,比如一架30000英尺高的加压飞机,机上有300个或更多的灵魂,依靠粘合表面作为关键载荷路径的一部分。”

“那绝不能失败

但是人们也不想要他们花了几百甚至几千美元才弄坏的非常好的碳纤维曲棍球棒或山地车

" 该设备和方法可应用于“医疗设备、航空航天、汽车碰撞安全性、民用结构、压力容器、娱乐和体育等中间的任何事物”

每个结构都可能受到基于断裂的失效机制的影响,并且测试很困难

这种新的设备和方法旨在使它变得更简单,”他说

在他开发衣架之前,布里格斯和他的团队必须将铰链对准并粘合到样品上,这在你可以设置和执行实验之前就增加了大量的时间和成本

“就这么简单,”他谈到使用自由旋转悬挂系统的新方法时说,“这就是这种装置的新奇之处

这里有一种美丽和简单

现在你可以完全放弃旧的,费力的将铰链连接到样品表面的过程

我无法告诉你我们需要做多少工作来切割铰链、研磨和清洁所有粘合表面、混合粘合剂、将铰链与样品表面精确对齐、将铰链粘合到样品的一侧、让它固化、清理混乱,然后在另一侧再做一遍

现在只是随便钻个洞就行了

" 布里格斯正在申请专利的设备为他的团队获得这些关键断裂特性提供了更快、更便宜的周转时间,这使得他对可能导致材料断裂和失效的条件有了更深入的了解

由于测试时间大大缩短,工程师将有机会通过将样品置于更广泛的环境和装载条件下来使事情变得更好,确保更可预测的性能以提高可靠性和安全性,同时降低研发成本

通过这种新方法,企业不仅可以使他们的产品更安全、更可靠,而且通过更高效的研发实现的成本节约以及责任诉讼的减少也可以转嫁给消费者

布里格斯说:“我希望这种新方法,以及它能为其他人带来的工作,能有比桑迪亚的国家安全使命更广泛的影响,在人们的日常活动中更明显地触及人们的日常生活

"

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