USS與SNS利用中子衍射技術探查AHSS殘餘應力
2020-11-24 網易汽車（原標題：USS與SNS利用中子衍射技術探查AHSS殘餘應力 助力輕量化、高強度部件設計）
核心提示：據外媒報導，美國鋼鐵公司的研究人員最近在美國橡樹嶺國家實驗室旗下的散裂中子源利用中子提升了液壓成型先進高強度鋼的特性以及該材料在製造過程中如何應對殘餘應力。SNS的VULCAN儀器是該研究領域內最好的工裝，其能夠從空間角度解析部件內的殘留應力。VULCAN能在真實的工況下容量並調節在觀察中的大型車用零部件。中子衍射可採用無損測量方法，探查先進高強度鋼零部件內的殘留應力，從而觀察液壓成型零部件的內在屬性，並利用不同截面觀察，提供詳細的格構。詳見正文。
蓋世汽車訊 據外媒報導，美國鋼鐵公司（United States Steel Corporation，USS）的研究人員最近在美國橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）旗下的散裂中子源（Spallation Neutron Source，SNS）利用中子（neutrons）提升了液壓成型先進高強度鋼（hydroformed AHSS）的特性以及該材料在製造過程中如何應對殘餘應力（residual stress）。
USS的行業研究工程師Lu Huang表示：「由於該款新材料含有殘餘奧氏體（retained austenite），我們需要更好地了解其性能。該材料可更好地應對衝壓或液壓成型等製造工藝，有助於設重量更輕、強度更高、更為耐用的汽車零部件，同時還能降低設計難度。」
Huang表示，SNS的VULCAN儀器是該研究領域內最好的工裝，其能夠從空間角度解析部件內的殘留應力。VULCAN能在真實的工況下容量並調節在觀察中的大型車用零部件。
中子衍射（Neutron diffraction）可採用無損測量方法，探查先進高強度鋼零部件內的殘留應力，從而觀察液壓成型零部件的內在屬性，並利用不同截面觀察，提供詳細的格構（lattices）。
研究人員利用計算機仿真技術梳理殘餘應力分布的相關數據，查看能否提升工程師的零部件設計與製造建模。
Huang表示：「車輛在持續地經歷機械疲勞（fatigue）、周期性變化力（cyclic force），車企希望確保車輛在某一使用周期內的安全性。零部件內的殘餘應力會影響其疲勞性能（fatigue performance）。然而，殘餘應力對疲勞性能的影響通常未納入到計算機仿真中，因為缺少足量的殘留應力或經驗證的材料建模。」
Huang表示：「我們認為，仿真及測試將幫助科研人員及工程師了解汽車零部件的疲勞性能以及不同製造工藝對其的影響。我們實驗中獲得的殘餘應力數據將有助於設定新的精度實例、驗證規劃及殘餘應力的預期或建模的材料選擇。」（本文圖片選自phys.org）
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