Powder Consolidation Using Cold Spray: Process Modeling and Emerging Applications

این کتاب ابتدا رویکردهای مختلف مدل‌سازی فرآیند اسپری سرد را با هدف گسترش درک کنونی از اصول بنیادی آن ارائه می‌کند و سپس کاربردهای نوظهور اسپری سرد را تشریح می‌کند. در پوشش مدلسازی، توجه دقیقی به ارزیابی سرعت بحرانی و فرسایش معطوف شده است. به منظور آشکار کردن ویژگی‌های پدیدارشناختی پیوند رابط، تغییر شکل پلاستیک موضعی شدید و تشکیل جت مواد مورد مطالعه قرار می‌گیرد. همچنین بررسی دقیقی به تأثیر عیوب ماکروسکوپی مانند مرزهای بین ذرات و متعاقب آن ترک‌خوردگی مرزی بر روی رفتار مکانیکی پوشش‌های اسپری سرد داده شده است. بحث کاربردها به ویژه بر تعمیر قطعات آسیب دیده و تولید مواد افزودنی در رشته های مختلف از هوافضا تا مهندسی زیست پزشکی متمرکز است. جنبه‌های کلیدی شامل مطالعه سیستماتیک شکل نقص و توانایی اسپری سرد برای پر کردن نقص، بررسی رفتار خستگی پوشش‌ها برای کاربردهای ساختاری، و یک پنجره کاری جدید در شرایط زیربحرانی برای به دست آوردن ساختارهای متخلخل است. این کتاب از نظر دامنه استثنایی است و بررسی آن در مدل‌سازی اجزای محدود در مقیاس‌های طولی مختلف، طراحی آینده و بهبود فرآیند در کاربردهای نوظهور مانند تعمیر ساختاری، ساخت افزودنی‌های فلزی و طراحی فوم فلزی را روشن می‌کند.

This book first presents different approaches to modeling of the cold spray process with the aim of extending current understanding of its fundamental principles and then describes emerging applications of cold spray. In the coverage of modeling, careful attention is devoted to the assessment of critical and erosion velocities. In order to reveal the phenomenological characteristics of interface bonding, severe, localized plastic deformation and material jet formation are studied. Detailed consideration is also given to the effect of macroscopic defects such as interparticle boundaries and subsequent splat boundary cracking on the mechanical behavior of cold spray coatings. The discussion of applications focuses in particular on the repair of damaged parts and additive manufacturing in various disciplines from aerospace to biomedical engineering. Key aspects include a systematic study of defect shape and the ability of cold spray to fill the defect, examination of the fatigue behavior of coatings for structural applications, and a novel working window at subcritical conditions to obtain porous structures. This book is exceptional in scope, and its review of finite element modelling at different length scales sheds light on future design and process improvement in emerging applications such as structural repair, metal additive manufacturing and metal foam design.