<p>約翰霍普金斯大學的工程師們正在與卡內基梅隆大學的工程師們合作，以確保美國國家航空航天局(NASA)從火箭發(fā)動機到最終在其他星球上的人類前哨所使用的增材制造金屬部件耐用、安全，并能夠承受NASA最雄心勃勃的探索任務的壓力。</p> <p>&nbsp;</p> <p>JHU-CMU團隊是美國宇航局兩個新的空間技術研究所(STRIs)之一的先鋒，該研究所將大學領導的團隊聚集在一起開發(fā)技術。</p> <p>&nbsp;</p> <p>由jhu - cmu領導的研究所將致力于對使用先進制造技術制造的金屬部件進行快速認證，而另一個總部位于德克薩斯大學奧斯汀分校的研究所將專注于量子傳感技術，以支持氣候研究。每家研究所將在五年內獲得最多1500萬美元。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我認為毫不夸張地說，我們的stri的結果將標志著這些材料的生產(chǎn)、合格和認證方式的范式轉變，這些材料將被要求在關鍵的太空任務中完成任務。&rdquo;</p> <p><br />Somnath Ghosh</p> <p><br />土木與系統(tǒng)工程教授</p> <p><br />懷廷工程學院土木與系統(tǒng)工程教授Somnath Ghosh是STRI項目的共同主要研究員，他說:&ldquo;我認為毫不夸張地說，STRI的結果將標志著這些材料的生產(chǎn)、合格和認證方式的范式轉變，這些材料將被要求在關鍵的太空任務中完成任務。&rdquo;卡內基梅隆大學冶金工程和材料科學教授托尼&middot;羅利特(Tony Rollett)是該研究所的主要研究員。高希和羅利特是該研究所的聯(lián)合主任。</p> <p>&nbsp;</p> <p>增材制造的金屬部件是由金屬粉末制成的，這些金屬粉末以特定的方式熔化，并形成有用的部件，例如航天器部件。這種零件的內部結構與其他方法生產(chǎn)的零件有很大不同。很難高精度地預測這些材料在實際環(huán)境中的表現(xiàn)&mdash;&mdash;通常是非常緊張和高風險的環(huán)境。</p> <p>&nbsp;</p> <p>綜合計算力學和材料建模專家、約翰霍普金斯大學計算力學研究實驗室和綜合結構-材料建模與仿真中心主任高希解釋說:&ldquo;實際上，NASA顯然不可能在每種情況下提前測試每個部件，所以這就是我們的&lsquo;數(shù)字雙胞胎&rsquo;方法的寶貴之處。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;數(shù)字雙胞胎&rdquo;是一種計算機模型，可以讓團隊了解零件的功能和限制，比如它們在斷裂前能承受多大的壓力。這樣的模型可以優(yōu)化流程-結構-屬性關系，這是驗證零件在現(xiàn)實世界中使用的關鍵。</p> <p>&nbsp;</p> <p>高希解釋說:&ldquo;經(jīng)過實驗驗證的數(shù)字雙胞胎使我們能夠在計算機中測試各種金屬和增材制造材料，而不必進入實驗室。&rdquo;&ldquo;模擬測試材料的時間和費用僅為測試實際材料所需時間和費用的一小部分。通過這種方式，我們可以發(fā)現(xiàn)材料是否能提供我們所需的性能和我們所追求的壽命。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>除了為目前用于3D打印的航天材料制造的增材制造部件創(chuàng)建數(shù)字雙胞胎外，研究團隊還將使用這種方法來評估和建模新材料。根據(jù)Ghosh的說法，數(shù)字模型場景將采用物理學、力學和機器學習(AI)，從而產(chǎn)生他所認為的&ldquo;豐富的模型，可以為您提供正在發(fā)生的事情的大圖視圖。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>高希預測，這一結果不僅將改變NASA的游戲規(guī)則，也將改變那些需要在各種高風險場景中測試材料的飛機公司。</p> <p>&nbsp;</p> <p>約翰&middot;霍普金斯大學的團隊包括土木與系統(tǒng)工程教授兼負責人杰米&middot;蓋斯特(Jamie Guest);機械工程教授Jaafar El-Awady;霍普金斯極端材料研究所副研究員David Elbert;克里格藝術與科學學院物理學和天文學副研究科學家Maggie Eminizer;約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的高級工程師馬莉;增材制造工程師Michael Presley;高級科學家Steven Storck;以及Morgana Trexler，極端和多功能材料科學項目經(jīng)理。</p> <p>&nbsp;</p> <p>與JHU和CMU合作的還有范德比爾特大學、德克薩斯大學圣安東尼奧分校、弗吉尼亞大學、凱斯西儲大學、西南研究所和普惠公司的研究人員。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>