<p>約翰霍普金斯大學(xué)的工程師們正在與卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的工程師們合作，以確保美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)從火箭發(fā)動(dòng)機(jī)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(wù)的壓力。</p> <p>&nbsp;</p> <p>JHU-CMU團(tuán)隊(duì)是美國(guó)宇航局兩個(gè)新的空間技術(shù)研究所(STRIs)之一的先鋒，該研究所將大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)聚集在一起開發(fā)技術(shù)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>由jhu - cmu領(lǐng)導(dǎo)的研究所將致力于對(duì)使用先進(jìn)制造技術(shù)制造的金屬部件進(jìn)行快速認(rèn)證，而另一個(gè)總部位于德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究所將專注于量子傳感技術(shù)，以支持氣候研究。每家研究所將在五年內(nèi)獲得最多1500萬(wàn)美元。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我認(rèn)為毫不夸張地說(shuō)，我們的stri的結(jié)果將標(biāo)志著這些材料的生產(chǎn)、合格和認(rèn)證方式的范式轉(zhuǎn)變，這些材料將被要求在關(guān)鍵的太空任務(wù)中完成任務(wù)。&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(xué)院土木與系統(tǒng)工程教授Somnath Ghosh是STRI項(xiàng)目的共同主要研究員，他說(shuō):&ldquo;我認(rèn)為毫不夸張地說(shuō)，STRI的結(jié)果將標(biāo)志著這些材料的生產(chǎn)、合格和認(rèn)證方式的范式轉(zhuǎn)變，這些材料將被要求在關(guān)鍵的太空任務(wù)中完成任務(wù)。&rdquo;卡內(nèi)基梅隆大學(xué)冶金工程和材料科學(xué)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(nèi)部結(jié)構(gòu)與其他方法生產(chǎn)的零件有很大不同。很難高精度地預(yù)測(cè)這些材料在實(shí)際環(huán)境中的表現(xiàn)&mdash;&mdash;通常是非常緊張和高風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境。</p> <p>&nbsp;</p> <p>綜合計(jì)算力學(xué)和材料建模專家、約翰霍普金斯大學(xué)計(jì)算力學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室和綜合結(jié)構(gòu)-材料建模與仿真中心主任高希解釋說(shuō):&ldquo;實(shí)際上，NASA顯然不可能在每種情況下提前測(cè)試每個(gè)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(jì)算機(jī)模型，可以讓團(tuán)隊(duì)了解零件的功能和限制，比如它們?cè)跀嗔亚澳艹惺芏啻蟮膲毫?。這樣的模型可以優(yōu)化流程-結(jié)構(gòu)-屬性關(guān)系，這是驗(yàn)證零件在現(xiàn)實(shí)世界中使用的關(guān)鍵。</p> <p>&nbsp;</p> <p>高希解釋說(shuō):&ldquo;經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的數(shù)字雙胞胎使我們能夠在計(jì)算機(jī)中測(cè)試各種金屬和增材制造材料，而不必進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。&rdquo;&ldquo;模擬測(cè)試材料的時(shí)間和費(fèi)用僅為測(cè)試實(shí)際材料所需時(shí)間和費(fèi)用的一小部分。通過(guò)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(tuán)隊(duì)還將使用這種方法來(lái)評(píng)估和建模新材料。根據(jù)Ghosh的說(shuō)法，數(shù)字模型場(chǎng)景將采用物理學(xué)、力學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)(AI)，從而產(chǎn)生他所認(rèn)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(yù)測(cè)，這一結(jié)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(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景中測(cè)試材料的飛機(jī)公司。</p> <p>&nbsp;</p> <p>約翰&middot;霍普金斯大學(xué)的團(tuán)隊(duì)包括土木與系統(tǒng)工程教授兼負(fù)責(zé)人杰米&middot;蓋斯特(Jamie Guest);機(jī)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(shù)與科學(xué)學(xué)院物理學(xué)和天文學(xué)副研究科學(xué)家Maggie Eminizer;約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的高級(jí)工程師馬莉;增材制造工程師Michael Presley;高級(jí)科學(xué)家Steven Storck;以及Morgana Trexler，極端和多功能材料科學(xué)項(xiàng)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(xué)、德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校、弗吉尼亞大學(xué)、凱斯西儲(chǔ)大學(xué)、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(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>