俄亥俄州立大学的研究人员正在寻找新的深入了解微观腐蚀攻击飞机铝合金常用。 他们已经开发了一个统计模型的恶化和模拟计算机,使用什么似乎是一个不太可能的类比:破解砖墙。 他们发现有一天帮助科学家更好地理解这种腐蚀,并解释在其他类型的合金腐蚀。 虽然合金,称为2024 - t3,强和抗腐蚀,是脆弱的晶间腐蚀,当微孔表面上成长为crack-like裂缝蛇分成部分,削弱了结构,杰拉尔德·弗兰克尔解释说,俄亥俄州立大学的材料科学与工程教授。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球 Frankel长期试验了2024 - t3在实验室里,他怀疑的一个好方法模型腐蚀计算机可能使用砖墙的类比——与颗粒之间的裂缝模拟裂缝蔓延砖之间的砂浆。但是造型复杂的铝合金的显微组织是非常困难的。 他走近道格·沃尔夫,俄亥俄州立大学的教授和统计,并与学生在一起,他们开发了一个统计模型的概率取决于裂缝将合金内的各种不同的方式。 在12月出版的《统计规划和推理,研究人员报告说,他们的砖墙模型模拟合金的晶间腐蚀与近乎完美的准确性。 颗粒之间的裂缝似乎遵循随机路径的合金,弗兰克尔说。金属合金是由许多个体组成的谷物,地区的原子排列在一个特定的方向。 大颗粒,表面的镀锌垃圾桶,肉眼可见,弗兰克尔说。在飞机中使用的高强度铝合金,谷物是微观的。 腐蚀通常遵循颗粒之间的区域,称为晶界,这更容易受到攻击。有时裂缝会回头,再次出现在表面无害,有时它会进展完全通过部分。部分是在飞机的皮肤时,必须更换迅速,在巨大的成本。美国空军每年花费近10亿美元对抗腐蚀,Frankel指出。
沃尔夫和博士生先令阮模拟的情况很多裂缝开始在顶部表面的合金表。他们允许裂缝将四面八方,下,左,右,直到一个裂缝完全渗透到表和出现在另一边。基于成千上万的模拟,他们估计路径的长度之比紧随其后的第一个关键裂缝的宽度表。 他们的发现反映Frankel的实验在实验室里,在那里他和博士生伟隆张测量晶间腐蚀的时间裂缝传播通过不同宽度的床单。他们计算一张裂缝长度比宽度为4.29,这意味着对于一个给定的表宽度,第一个锯齿形裂纹的平均长度是这个宽度的4.29倍。 在模拟中,沃尔夫和阮获得比率是4.25。 重要的是了解这些裂缝传播,弗兰克尔说。强调飞机可能导致裂缝变成大裂缝,可能导致灾难如果不及时修复。 所以了解裂缝传播取决于材料的微观结构有一天允许预测当预防性维修是必要的。 沃尔夫的惊喜,最影响路径长度的因素并不是一个特定的方向裂缝会,而是发生了什么当路径之间的裂缝来到一个十字路口,一个点在合金三粒边缘。有裂缝,或继续遵循直线路径,有效地“跳过”的十字路口。 “起初,我们推测,最重要的因素是裂缝将向下的概率,所以这是走向后面的表。我们不希望跳过在裂缝扩展长度真正的罪魁祸首,”沃尔夫说。 裂缝几乎跳过发现短路径表。裂缝与许多跳过更有可能被蜿蜒横向之间的谷物,也不太可能让它通过。 在未来,工程师可以设计材料微观结构的概率增加跳过,如果他们能确定到底是什么引起了跳过。Frankel怀疑化学变化之间的谷物或谷物的原子的角度可能发挥重要作用。但他也说,这才刚刚开始工作,和任何这样的应用程序是很长的路要走。 “问题是,我们不知道这些概率变化形式板板或合金,合金,”他说。 未来的工作将不得不评估裂缝穿过其他合金。因为砖墙模型目前仅二维,研究人员会将它扩展到三维空间的更现实的结果。 |