Thermal Residual Stresses in SiCw/Al Composite

<正> The SiCw/6061Al composites were fabricated by squeeze casting method. Varia-tions of thermal residual stresses with quenching temperature, cooling manner, aging time and thethermal-cold cycle process in thin specimens,and the distributions of thermal residual stresses alongthe distances from the surface and changes with heating temperatnres in thick specimens were stud-ied by means of X-ray diffraction (XRD). The effects of residual stresses on the mierostructure, di-mensional stability and age-hardening behavior were studied by SEM, TEM observations, and tensiletest. The results showed that there existed macrostress, microstress and thermal mismatch stress inSiCw/Al compo-site,and the presence of microstress and thermal mismatch stress has no influenceon the measurement of macrostress, but the macrostress can affect the measured value of thermalmismatch stress. Thermal res dual stress induced during the composite fabrication process, will be further in-creased when the composite were subjected to the e

Microstructure Evolution of Laser Pulse processed Ductile Iron Surface

Pulsed laser beam was used to modify surface processing for ductile iron. The microstructures of processed specimen were observed using optical microscope (OM). Nanoindentation and micro-hardness of microstructures were measured from surface to inner of sample. The experimental results show that, modification zone is consisted of light melted zone, phase transformation hardening area and transient area. The light melt area is made up of coarse dendrite crystalline with a thickness less than 20um, phase transformation hardening area mainly of laminal or acicular martensite, retained austenite and graphite, i.e. M+A prime+ G. The cow-eye microstructure around graphite sphere always is formed in phase transformation hardening area zone, which consisting of a variety structure with the distance from the surface. So, it maybe as a obvious sign distinguishing modification zone border. Finally, the microstructures evolution of laser pulse processed ductile iron was analyzed coupling with beam energy distribution in space and laser pulse heating procession characteristics. The analysis shows that energy distribution of laser pulse has an important effect on microstructure during laser pulse modified ductile iron. Multi-scale and interlace arrangement are the important features for laser pulse modified ductile iron. Of microstructure.

Respuesta a la sequía de Pinus radiata D. Don y su implicación en los procesos de tolerancia

160 p. (Bibliogr. 141-160)

柔性加工中高功率激光束空间变换研究

在国民经济中占有重要地位的汽车工业中，对于大型覆盖件模具的表面强化处理，最常见的是火焰淬火。火焰淬火对操作人员的要求高，可控性差，效果不理想，但是由于一直没有适合的方法，目前也只能继续使用。而激光表面强化技术结合柔性加工系统正是解决这类问题的新途径。传统的激光表面强化是采用把激光束离焦后进行扫描的方式，这种方法不能充分利用激光功率密度，而且往往要用转镜或振镜形成条形光斑来加快处理速度，这就需要复杂的机械结构，而且产生难以避免的重叠回火。我们提出一种新方法，利用二元光学元件来获得一种新型的周期光强分布，实现其在高功率激光系统中的应用，并设计成为集成到柔性加工系统中的组成部分，能够完成对大、中型模具表面的激光强化处理。本论文的工作主要是有关激光柔性加工系统中的光束传输及变换子系统，不仅包括理论设计、加工制作，同时还包括把该子系统有效的结合到整个系统中。本研究工作广泛涉及激光理论，光束变换和光纤传输，系统中的模块化集成应用技术，金属材料的特殊分布光强表面改性试验研究等等，是跨学科的交叉研究工作。在本论文中，重点是二元光学元件的设计方法的选择、计算机辅助设计的实现、二元光学元件的制作和在高功率激光传输中的应用，以及特殊光强分布应用于金属表面改性中的相关工作。通过把二元光学元件引入到高功率激光加工中，对出现的新现象给出一定的预测和分析，并获得了良好的强化结果，最终实现了系统的集成化，并具有实际生产所要求的可靠性和灵活性。本论文共分六章，主要包括两方面的内容。第一章为绪论，第六章为结论。第一方面内容在第二章到第四章中说明，是用于高功率激光应用中的二元光学元件的原理、设计和制作。第二方面的内容在第五章中，是关于应用前面设计制作的二元光学元件，在实际的金属材料表面处理中的实验研究，给出了相关试验结果。

Cyclic Deformation Of Nanocrystalline And Ultrafine-Grained Nickel

The cyclic deformation behavior Of ultrafine-grained (UFG) Ni samples synthesized by the electrodeposition method was studied. Different from those made by severely plastic deformation, the UFG samples used in this study are characterized by large-angle grain boundaries. Behaviors from nanocrystalline Ni and coarse-grained Ni samples were compared with that Of Ultrafine-grained Ni. With in situ neutron diffraction. unusual evolutions of residual lattice strains as well as cyclic hardening and softening behavior were demonstrated during the cyclic deformation. The microstructural changes investigated by TEM are discussed with respect to the unusual lattice strain and cyclic hardening/softening. (C) 2008 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

具有特定光强分布的激光表面硬化技术

利用光束变换技术得到不同光斑形状和不同强度分布的光束,可满足表面硬化所需要的硬化层均匀性等要求.激光硬化在材料表面产生的实际效果与光强分布密切相关,利用特定光强分布的光束进行激光硬化可以得到所需要的温度场及组织分布,直接影响材料表面硬化的效果.对高斯光束圆光束、平顶矩形光束、曲边矩形光束、点阵光斑等不同强度分布的激光表面硬化(LSH)技术进行了介绍.硬化层特定的硬度分布及组织结构等硬化效果是特定光强分布激光束与材料相互作用的结果,要获得所需硬化效果,则需要利用反求方法设计与硬化效果相对应的特定光强分布的光斑.给出了特定光强分布的激光表面硬化技术的发展趋势.

Random response of nonlinear continuous systems

This thesis presents a technique for obtaining the stochastic response of a nonlinear continuous system. First, the general method of nonstationary continuous equivalent linearization is developed. This technique allows replacement of the original nonlinear system with a time-varying linear continuous system. Next, a numerical implementation is described which allows solution of complex problems on a digital computer. In this procedure, the linear replacement system is discretized by the finite element method. Application of this method to systems satisfying the one-dimensional wave equation with two different types of constitutive nonlinearities is described. Results are discussed for nonlinear stress-strain laws of both hardening and softening types.

The island of Kauai, Hawaii's progressive shoreline setback and coastal protection ordinance

Approximately two-thirds of coastal and Great Lakes states have some type of shoreline construction setback or construction control line requiring development to be a certain distance from the shoreline or other coastal feature (OCRM, 2008). Nineteen of 30 coastal states currently use erosion rates for new construction close to the shoreline. Seven states established setback distances based on expected years from the shoreline: the remainder specify a fixed setback distance (Heinz Report, 2000). Following public hearings by the County of Kauai Planning Commission and Kauai County Council, the ‘Shoreline Setback and Coastal Protection Ordinance’ was signed by the Mayor of Kauai on January 25, 2008. After a year of experience implementing this progressive, balanced shoreline setback ordinance several amendments were recently incorporated into the Ordinance (#887; Bill #2319 Draft 3). The Kauai Planning Department is presently drafting several more amendments to improve the effectiveness of the Ordinance. The intent of shoreline setbacks is to establish a buffer zone to protect shorefront development from loss due to coastal erosion - for a period of time; to provide protection from storm waves; to allow the natural dynamic cycles of erosion and accretion of beaches and dunes to occur; to maintain beach and dune habitat; and, to maintain lateral beach access and open space for the enjoyment of the natural shoreline environment. In addition, a primary goal of the Kauai setback ordinance is to avoid armoring or hardening of the shore which along eroding coasts has been documented to ultimately eliminate the fronting beach. (PDF contains 4 pages)

Optimal scaling in ductile fracture

This work is concerned with the derivation of optimal scaling laws, in the sense of matching lower and upper bounds on the energy, for a solid undergoing ductile fracture. The specific problem considered concerns a material sample in the form of an infinite slab of finite thickness subjected to prescribed opening displacements on its two surfaces. The solid is assumed to obey deformation-theory of plasticity and, in order to further simplify the analysis, we assume isotropic rigid-plastic deformations with zero plastic spin. When hardening exponents are given values consistent with observation, the energy is found to exhibit sublinear growth. We regularize the energy through the addition of nonlocal energy terms of the strain-gradient plasticity type. This nonlocal regularization has the effect of introducing an intrinsic length scale into the energy. We also put forth a physical argument that identifies the intrinsic length and suggests a linear growth of the nonlocal energy. Under these assumptions, ductile fracture emerges as the net result of two competing effects: whereas the sublinear growth of the local energy promotes localization of deformation to failure planes, the nonlocal regularization stabilizes this process, thus resulting in an orderly progression towards failure and a well-defined specific fracture energy. The optimal scaling laws derived here show that ductile fracture results from localization of deformations to void sheets, and that it requires a well-defined energy per unit fracture area. In particular, fractal modes of fracture are ruled out under the assumptions of the analysis. The optimal scaling laws additionally show that ductile fracture is cohesive in nature, i.e., it obeys a well-defined relation between tractions and opening displacements. Finally, the scaling laws supply a link between micromechanical properties and macroscopic fracture properties. In particular, they reveal the relative roles that surface energy and microplasticity play as contributors to the specific fracture energy of the material. Next, we present an experimental assessment of the optimal scaling laws. We show that when the specific fracture energy is renormalized in a manner suggested by the optimal scaling laws, the data falls within the bounds predicted by the analysis and, moreover, they ostensibly collapse---with allowances made for experimental scatter---on a master curve dependent on the hardening exponent, but otherwise material independent.

The steady-state response of multidegree-of-freedom systems with a spatially localized nonlinearity

This thesis is concerned with the dynamic response of a General multidegree-of-freedom linear system with a one dimensional nonlinear constraint attached between two points. The nonlinear constraint is assumed to consist of rate-independent conservative and hysteretic nonlinearities and may contain a viscous dissipation element. The dynamic equations for general spatial and temporal load distributions are derived for both continuous and discrete systems. The method of equivalent linearization is used to develop equations which govern the approximate steady-state response to generally distributed loads with harmonic time dependence.

The qualitative response behavior of a class of undamped chainlike structures with a nonlinear terminal constraint is investigated. It is shown that the hardening or softening behavior of every resonance curve is similar and is determined by the properties of the constraint. Also examined are the number and location of resonance curves, the boundedness of the forced response, the loci of response extrema, and other characteristics of the response. Particular consideration is given to the dependence of the response characteristics on the properties of the linear system, the nonlinear constraint, and the load distribution.

Numerical examples of the approximate steady-state response of three structural systems are presented. These examples illustrate the application of the formulation and qualitative theory. It is shown that disconnected response curves and response curves which cross are obtained for base excitation of a uniform shear beam with a cubic spring foundation. Disconnected response curves are also obtained for the steady-state response to a concentrated load of a chainlike structure with a hardening hysteretic constraint. The accuracy of the approximate response curves is investigated.

I. Studies on the activation of Drosophila phenol oxidase. II. Studies on serum insulin in normal subjects and diabetics

Part I

Phenol oxidase is the enzyme responsible for hardening and pigmentation of the insect cuticle. In Drosophila, phenol oxidase is a latent enzyme. Enzyme activity is produced by the interaction of a number of protein components. A minimal activation scheme consisting of six protein components, designated Pre S, S activator, S, P. P' and Ʌ₁ is described. Quantitative assays have been developed for the S activator, S, P and P' proteins and these components have been partially purified. Experiments describing the interactions of the six components have been conducted and a model for the activation of phenol oxidase in a minimal system is proposed. Possible mechanisms of the reactions between the constituents of the activating system and potential regulatory mechanisms involved in phenol oxidase production and function are discussed.

Part II

A method has been developed for the partial purification of insulin from human serum. A procedure for the determination of the electrophoretic mobility of serum insulin on polyacrylamide gels is described. An electrophoretic analysis of insulin isolated from a normal subject is reported and in addition to a major band, the existence of a number of minor bands of immunoreactive insulin is described. A comparison of the electrophoretic patterns of insulin isolated from normal and diabetic subjects was carried out and indications that differences between them may occur are reported.

Modelagem numérica de elementos tracionados em aço inoxidável com parafusos defasados

Atualmente, a utilização do aço inoxidável em elementos estruturais é considerada uma solução cara para os problemas da engenharia estrutural. Todavia, mudanças de atitudes dentro da construção civil, uma transição global para um desenvolvimento sustentável e redução em impactos ambientais têm seguramente provocado um aumento na utilização do aço inoxidável. As normas de projeto de aço inoxidável atuais são, em grande parte, baseadas em analogias assumidas com o comportamento de estruturas desenvolvidas com aço carbono. Todavia, o aço inoxidável apresenta quatro curvas não-lineares tensão versus deformação (tensão e compressão, paralela e perpendicular a laminação do material), sem patamar de escoamento e região de encruamento claramente definidos, modificando assim, o comportamento global das estruturas que o utilizam. Em elementos estruturais submetidos a forças axiais de tração, a ruptura da seção líquida representa um dos estados limites últimos a serem verificados. Com o objetivo de se avaliar a resistência a tração de elementos estruturais aparafusados em aço inoxidável S304, este trabalho apresenta um modelo numérico baseado no método dos elementos finitos através do programa Ansys (versão 11). A não-linearidade do material foi considerada através do critério de plastificação de Von Mises e curvas tensão versus deformação verdadeira. A não-linearidade geométrica foi introduzida no modelo através da Formulação de Lagrange atualizado. O modelo numérico foi calibrado com resultados experimentais obtidos em ensaios de laboratório, a partir de ligações aparafusadas alternadas rígidas, onde não se ocorre nenhuma rotação entre os membros, transferindo nenhum momento fletor, apenas esforço normal e cisalhante.

Comportamento Estrutural de Elementos em Aço Inoxidável

Atualmente, a utilização do aço inoxidável em elementos estruturais ainda é por muitos engenheiros e arquitetos, considerada uma solução extravagante para os problemas da engenharia. Todavia, mudanças de atitudes dentro da construção civil e uma transição global para um desenvolvimento sustentável e redução em impactos ambientais tem seguramente provocado um aumento no uso do aço inoxidável. A maioria das normas de projeto de aço inoxidável atuais ainda são baseadas em analogias assumidas com o comportamento de estruturas de aço carbono. Todavia, o aço inoxidável apresenta quatro curvas tensão versus deformação não-lineares sem patamar de escoamento e região de encruamento claramente definidos (tração e compressão, paralela e perpendicular a direção de laminação), modificando assim, seu o comportamento global. Na presente investigação foram utilizados o aço inoxidável austenítico 304, e o aço carbono USI 300, ambos com tensão de escoamento similares, mas com tensões últimas e ductilidades distintos. Em elementos estruturais submetidos a tensões normais de tração, usualmente a ruptura da seção líquida representa um dos estados limites últimos a serem verificados. Com o objetivo de se avaliar a resistência a tração de elementos estruturais aparafusados em aço inoxidável, este trabalho executou um programa experimental inovador envolvendo ligações aparafusadas defasadas sob tração. O programa experimental foi executado em peças de aço carbono e aço inoxidável de forma a comparar as principais semelhanças e diferenças entre estes dois tipos de aços estruturais. O programa experimental possibilitou que conclusões significativas no comportamento a tração destas ligações pudessem ser observadas. Dentre outras variáveis que controlam estes estados limites últimos foi verificada a influência significativa da espessura da placa de aplicação do carregamento, disposição, configuração e número de parafusos da ligação e propriedades do aço inoxidável como ductilidade e razão entre suas tensões de escoamento e de ruptura.

Avaliação de catalisadores à base de estanho visando à produção de biodiesel

Atualmente, existe um crescente interesse por fontes de energia renováveis e o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de biocombustíveis. O biodiesel é uma fonte alternativa de combustível bastante atrativa em relação ao diesel em decorrência de seus benefícios ambientais. A obtenção de biodiesel é geralmente realizada através de reações de transesterificação de óleos vegetais com álcool de cadeia curta. Entretanto, também se pode produzi-lo através da esterificação de ácidos graxos livres utilizando-se matérias-primas de baixa qualidade como rejeitos industriais, domésticos ou gorduras animais. O estudo de catalisadores que melhorem os resultados destas reações tem importante papel no desenvolvimento da produção de biodiesel. Normalmente, utilizam-se catalisadores básicos como o NaOH, nas reações de transesterificação. No entanto, o uso destes catalisadores causa impactos ambientais, além de promover a reação de saponificação quando a matéria-prima apresenta teores significativos de acidez, reduzindo o rendimento e dificultando a separação de fases. Este trabalho apresenta o estudo de catalisadores ácidos, à base de estanho, com ênfase especial no sulfato de estanho II, voltados para utilização na reação de esterificação de cargas contendo elevados teores em ácidos graxos. Avaliou-se a influência das variáveis: temperatura, concentração do catalisador, tipo de sistema reacional, quantidade de etanol, tipo de álcool, acidez, natureza dos ácidos graxos e temperatura de calcinação. Uma comparação entre os catalisadores, a questão da reutilização do catalisador e das mudanças proporcionadas pelo tratamento térmico ao qual foram submetidos também foram analisadas. Dentre os catalisadores estudados, os de sulfato de estanho mostraram maior atividade catalítica frente à reação estudada, os mais promissores sendo os calcinados até a temperatura de 500C. O principal motivo para os altos rendimentos encontrados foi associado ao comportamento pseudo-homogêneo do SnSO4, que se solubiliza, acidificando o meio reacional durante as reações de esterificação

Otimização do processo de endurecimento superficial de aços de baixa liga

O objetivo deste trabalho é a aplicação de um Planejamento Fatorial Completo, ferramenta estatística que auxiliará a obter dados empíricos para otimizar um tratamento termoquímico, a cementação. Partindo-se de um levantamento da profundidade de camada cementada e da dureza de uma corrente de aço de baixo teor de carbono, usada para amarração, e para resistir à abrasão reproduziu-se uma nova cementação, variando-se seus parâmetros de influência, para se alcançar o ponto ótimo, definindo o melhor aço e o melhor processo. Foram realizados dois planejamentos, um fatorial 2 e dois 2, comparando o comportamento do processo na prática em relação aos resultados teóricos de uma simulação computacional, que permite a obtenção das curvas de enriquecimento de carbono, baseado na segunda Lei de Fick, para várias condições de contorno. Os perfis teóricos de cementação apresentaram valores de profundidade efetiva próximos aos valores obtidos experimentalmente, evidenciando o planejamento realizado.