مبادئ مصغّرات التفريغ

إن آليات التكتلات توفر الإطار النظري لفهم كيفية بدء عمليات الشقوق وبثها وتسبب فشلا ماديا في إطار الحمولات التطبيقية، وقد تطورت هذه العمليات في أوائل القرن العشرين لتفسير الإخفاقات المأساوية في هياكل الصلب، وقد اتسع نطاق الانضباط ليصبح حجر الزاوية في علوم المواد، وفي سياق المواد الباهظة الأداء، لا غنى عن ميكانيكيات الكسور للتنبؤ بمدى نجاح لوحات الدروع، والآفات، والتوقيف.

Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM)

Line[FK Fracture Mechanics (LEFM) is the most widely used approach for brittle materials, such as ceramics and high-strength steels. LEFM assumes that material behaves el drastically except in a small plastic zone at the crack tip. The stress field near a crack is characterized by the stress intensity factor

ميكانيكيون للإطارات الفلكية

والكثير من المواد التسيارية - خاصة البوليمرات والفلزات والمركبات المجهزة المجهزة المجهزة بالألياف - تُعرض تشوهات بلاستيكية كبيرة قبل كسرها، وتمتد هذه المواد إلى أقصى حد ممكن من عوامل التكسير ذات التركيز التراكمي (الخاص بثنائي الفينيل متعدد الكلور) وتُستخدم في مضامين التراكم (البوليفات) في شكل مقياسين أساسيين هما [الانطلاق متعدد الأطراف: صفر]

أساليب اختبار التقويم

كما أن الاختبارات الموحدة مثل اختبارات التوترات المدمجة واختبارات الرش غير المزودة بمقياس واحد توفر K ] [الاستعانة بمقياس للصدمات الكهربائية]، وقيم تصميمات الصواريخ ذات الصبغة الاصطناعية، ومقاييس الإفلاس ذات التأثيرات الدقيقة التي تمنع الارتطام النهائي (NFure)

تطبيق تصميم المواد المقذوفة

وينطوي تصميم مادة تسيارية على تحقيق التوازن بين متطلبات التضارب: صعوبة كبيرة في القذف والهروب من القذائف، وصعوبة كبيرة في إلقاء القبض على الشقوق، وانخفاض وزن التنقل، والقدرة على تحمل تكاليف النشر الميداني، والميكانيكيات الهشة هي الحساس الذي يتم من خلاله تقييم هذه المقايضة، وبتقدير كمي كيف تروج الشق تحت التحميل الدينامي، يمكن للمهندسين اختيار أو تصميم مواد لا تُخبط في أصناف متحكم فيها، أو تستخدم فيها الطاقة.

الأسلحة السيرامية

Ceramics like alumina, silicon carbide, and boron carbide are widely used as strike faces in armor systems because of their extreme hardness. When a projectile strikes the ceramic, the impact generates a compressive stress wave that causes the projectile to ero. However, ceramics are inherently briramttle and quickly develop radial fractures

المصفحة المركبة

إن العناصر المركبة التي تُستخدم في مواقع الفرز، بما فيها تلك التي تُصنع من منطقة كيفلار ودينيما وتوارون، تعتمد على كل من الصعاب وخصائص الوصل بين الألياف والمطاط، التي تُحدث تداعياتاً شديدة، وتُحدث تركيبات النسيج في هذه المواد، وتُحدث كسوراً في المصفوفة، وتتأثر قوة النسيب بين الأجناس.

مدافع المعادن

(أ) الفولاذ الراقي [الشديد]، والسبائك التيتانيوم، والسبائك الألومنيوم، ما زالت خيارات فعالة من حيث التكلفة بالنسبة لدروع المركبات، وفي الفلزات، يُستخدم الكسور في الغالب بواسطة إبطال النواة، والنمو، والاختراق - آلية الكسور المكشوفة.

البوليمرات والآفات

وحتى الارتدادات والطبقات الاحتياطية في نظام تسيارية يمكن أن تُستخدم على الوجه الأمثل ميكانيكيات الكسور، فالفشل الحاد بين الطبقات الهرمية والركبية يمكن أن يقلل بدرجة كبيرة من الأداء التسياري، كما أن اختبارات الميكانيكية الموزعة مثل الشعاع المزدوج واختراق المطاط المحمي النهائي تقيس النموذج الأول ونموذج ثاني من مقاييس الارتداد.

آليات الفشل في إطار التأثير البالي

The Ballistic impact is an extremely dynamic event: projectile velocities range from 300 to over 1000 m/s, loading duration are on the order of microseconds, and strain rates can exceed 104 s -1. Under such conditions, spacture mechanisms differ from static quatic or mode.

التنظيف والتأطير

ويحدث التلويث عندما يضرب قذيفة من المواد المسيلية، عادة في المعادن النحيلية، ويشتمل ميكانيكيو التقطيع على سلاسل عالية وتدفئة حساسية من الناحية الوبائية، مما قد يسبب تداعب الستار وفشلا في الموصلات، ويزيد من حدة الكسور في الأطباق الرقيقة حيث تتحول الكسورات إلى ارتفاع طفيف في نقطة الارتطام(116).

التطهير والتدليس

Sp[FLT is the ejection of material from the rear face of a target due to tensile stresses generated by reflected stress waves. In ceramic armor, spallation is a primary failure moded reduce multi-hit capacity. Fracture mechanisms that incorporate wave propagation and crack growth thresholds are used to design ceramic fishness and backing layers that minimize spallation.

السلف والابتكارات

وقد فتح التقدم الذي أحرز مؤخرا في مجال ميكانيكيات الكسور آفاقا جديدة لتصميم المواد التسيارية ذات الأداء غير المسبوق، ويتجاوز الباحثون التجارب التجريبية والأضرار التي تتجه نحو نماذج التنبؤ المتعددة النطاقات التي تدمج المحاكاة الذروية، وميكانيكيات الكسور المستمرة، وقيود التصنيع.

الهندسة المُلهمة

فالطبيعة تقدم أمثلة مؤثرة على المواد المقاومة للكسر، مثل النسر (أم اللؤلؤ) والعظم والخيزران، وهذه المواد تجمع بين المحتوى المعدني العالي والوصلات العضوية التي تفكك وتشتت الطاقة، وبتخفيض الكسور في النسيج، وتسبب العلماء في ضعف في تركيبات النسيج الاصطناعي.

المواد المصنَّعة

ومن شأن صقل المعادن من النانوكال أن يزيد بشكل كبير من حدة الكسور دون التضحية بصعوبة، كما أن المعادن والسرامات النانوية تظهر آليات مختلفة لتفريغ الكراك: ففي الفلزات النانوية، كثيرا ما يحدث نمو الكسور بسبب الانهيار الحدودي للحبوب وتآكل النسيج في الزلابيب الثلاثية، بدلا من أن يؤدي ذلك إلى زيادة وزن المواد الخام.

النمذجة الحاسوبية والتعلم في مجال الآلات

ويُعد تحليل العناصر الثابتة مع نماذج المناطق المتسقة الآن معياراً لتحفيز انتشار الشق في المناطق الملوثة، وتتطلب هذه النماذج معايير دقيقة للتركيز على المواد، وقوامها، ونموذجها، التي كثيراً ما يتم الحصول عليها من اختبارات صغيرة الحجم.

الصناعة التحويلية

فالطباعة ٣ دال تتيح نسيج مواد مصممة ذات سمة متحكمة، ووصلات بينية مصففة، وهياكل داخلية معقدة يمكن أن تعتقل الشقوق على نطاقات متعددة، وعلى سبيل المثال، فإن التصنيع المضاف لدروع طيف التيتانيوم مع شبكة من الطيف الداخلي يُتوقع أن يؤدي إلى تآكل الشق على طول السطحات الباطلة، وزيادة امتصاص الطاقة بنسبة ٣٥ في المائة مقارنة بصناعة التمر الصلب.

خاتمة

فالآليات المتطورة توفر الأساس الكمي لتصميم المواد التسيارية التي يمكن أن تتحمل التحميل الدينامي الشديد دون فشل كارثي، ومن السلوك المتميز للخصائص إلى الاستجابة الجامدة للبوليمرات والمعادن، ومن خلال معايير الميكانيكية المكسورة التي يمكن أن تُسترشد بها في اختيار المواد، واستراتيجيات الطبق، وعمليات التصنيع.

الروابط الخارجية من أجل المزيد من القراءة: