مقدمه ای بر طراحی مواد به همراه محیط تنشی دینامیک

An introduction to materials by design including a dynamic stress environment

چکیده

طراحی مواد ، مراحل طراحی از مقیاس اتمی تا ماکروسکوپیک برای رسیدن به یک مکانیزم یا ویژگی خاص در یک کاربرد خاص را شامل می شود. به صورت خلاصه، نحوه انتخاب و طراحی مواد برای یک کاربرد خاص است و نه چگونگی طراحی سیستم ها با مواد موجود. در ابتدا اهمیت و تعریف شناسایی مواد توضیح داده می شود که شامل مشخصه ویژه یک ماده در مقیاس های اتمی، میکروساختار و ماکروساختار می باشد.

خلاصه ای از ظهور طراحی مواد به همراه مثال های پیچیده از جمله ساختار اتمی و طراحی میکروساختار در کامپوزیت های زمینه سرامیکی تر بیان می شود. از لحاظ پیشینه، بحث طراحی مواد در ابتدا برای سیستم ها در محیط مکانیک نیمه استاتیک به کار برده شد. به کارگیری این روش در محیط های مکانیکی پویا (دینامیک) چالش های جدی را به وجود آورد. یک مثال ساده شده این روش، برای برخورد جامد-جامد روی سرامیک های ساختمانی شرح داده شده است. در آخر، تاثیر این روش بر روی تحقیقات پایه ای مواد استراتژیک و مواد تغییر شکل دهنده نوین در محیط های دینامیکی شدید که در آزمایشگاه های تحقیقاتی نظامی صورت گرفته به صورت خلاصه آورده شده است.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

Materials by Design, conceptually, describes a process of designing materials from the atomic to the macroscopic scale for a particular suite of mechanisms and properties that are required for defined performance/applications. Very simply, it is not about how to design components (systems) with existing materials, but about how to select and design materials for defined applications. Initially, the importance and definition of “materials characterization” are presented. including a materials “unique signature” at the atomic, microstructure, and macrostructure scales.

A brief history of the emergence of Materials by Design is summarized, followed by progressively more complex examples, including atomic structure and microstructure design in ceramic matrix composites. Historically, the Materials by Design approach has been primarily used for systems in quasi-static mechanical environments; utilization in extreme dynamic environments presents significant challenges. A simplified example of the approach for solid-on-solid impact on a structural ceramic is described. Finally, the influence of this approach in a strategic materials basic research program and the new transformational Materials in Extreme Dynamic Environments program at the Army Research Laboratory is briefly summarized.