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2025

8-11

在雙軸加載條件下對(duì)材料變形行為進(jìn)行原位觀察，需要結(jié)合加載裝置與高分辨率表征技術(shù)，以實(shí)時(shí)捕捉材料從宏觀到微觀尺度的變形特征（如應(yīng)變分布、位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)、晶界演化、裂紋萌生等）。常用方法主要包括以下幾類，各有其適用尺度和技術(shù)特點(diǎn)：1.光學(xué)顯微鏡（OM）與高速成像技術(shù)原理：通過光學(xué)顯微鏡直接觀察材料表面在雙軸加載過程中的變形現(xiàn)象，結(jié)合高速相機(jī)記錄動(dòng)態(tài)過程（如裂紋擴(kuò)展、滑移帶形成）。適用尺度：宏觀（毫米級(jí)）到介觀（微米級(jí)）。特點(diǎn)：優(yōu)勢(shì)：操作簡(jiǎn)便、成本較低，可實(shí)時(shí)記錄大面積變形的宏觀特征，適...

2025

8-11

掃描電鏡原位拉伸臺(tái)的工作原理與實(shí)驗(yàn)應(yīng)用解析

掃描電鏡原位拉伸臺(tái)是材料微觀變形機(jī)制研究的關(guān)鍵設(shè)備，它將力學(xué)拉伸與電子顯微觀察深度融合，為揭示材料在受力過程中的微觀演變提供了直觀手段。一、工作原理：微觀變形的動(dòng)態(tài)捕捉掃描電鏡原位拉伸臺(tái)的核心功能是在掃描電鏡的真空環(huán)境中，對(duì)微小試樣施加可控的拉伸載荷，同時(shí)實(shí)時(shí)記錄其微觀結(jié)構(gòu)變化。設(shè)備通過精密機(jī)械結(jié)構(gòu)與電鏡樣品臺(tái)集成，使試樣在拉伸過程中保持穩(wěn)定定位。當(dāng)拉伸力作用于試樣時(shí)，材料內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變，引發(fā)微觀組織的動(dòng)態(tài)變化。掃描電鏡利用電子束掃描試樣表面，實(shí)時(shí)捕捉這些微觀結(jié)構(gòu)的形貌、分...

2025

8-8

Mg-Gd-Fe和Mg-Gd-Cu合金的微觀組織、力學(xué)性能和腐蝕性能的對(duì)比

摘要為應(yīng)對(duì)石油鉆井領(lǐng)域?qū)山到鈮毫压ぞ叩男枨?，本文制備了Mg-Gd-Fe和Mg-Gd-Cu兩種合金，并對(duì)比研究了其微觀組織、力學(xué)性能和腐蝕性能。研究發(fā)現(xiàn)：Mg-Gd-Cu合金的屈服強(qiáng)度（169.6MPa）和抗拉強(qiáng)度（215.1MPa）高于Mg-Gd-Fe合金（107.5MPa和182.1MPa），主要?dú)w因于其第二相體積分?jǐn)?shù)更高、晶粒更細(xì)。斷后伸長(zhǎng)率方面，Mg-Gd-Fe為53.0%，遠(yuǎn)高于Mg-Gd-Cu的23.3%，主要由于Cu削弱了稀土織構(gòu)，且第二相體積分?jǐn)?shù)高導(dǎo)致塑性下降...

2025

8-8

物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在疲勞裂紋擴(kuò)展參數(shù)辨識(shí)及剩余壽命預(yù)估中的應(yīng)用

摘要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)疲勞裂紋擴(kuò)展剩余壽命（FCGL）對(duì)制定設(shè)備維護(hù)策略、預(yù)防事故至關(guān)重要。傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法存在明顯局限：純物理方法（如基于Paris定律）依賴精確的物理模型參數(shù)，卻難以應(yīng)對(duì)復(fù)雜工況下的個(gè)體差異；純數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）需大量標(biāo)注數(shù)據(jù)，易出現(xiàn)“黑箱”問題和物理違背。為解決這些痛點(diǎn)，本文提出一種物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PINN）方法，融合疲勞裂紋擴(kuò)展的物理知識(shí)與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)參數(shù)識(shí)別與剩余壽命的高精度預(yù)測(cè)，且在有限數(shù)據(jù)下仍能保持魯棒性。研究?jī)?nèi)容與方法1、核心目標(biāo)針對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展...

2025

8-8

金屬材料力學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)是什么？

金屬材料力學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)正圍繞高性能、智能化、綠色化和環(huán)境適應(yīng)性展開，結(jié)合最新研究成果與產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)，主要呈現(xiàn)以下方向：一、智能化與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的材料設(shè)計(jì)人工智能（AI）與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)深度融入金屬材料研發(fā)全流程，通過高通量計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析和自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)形成閉環(huán)創(chuàng)新體系。例如，寶武鋼鐵利用AI優(yōu)化生產(chǎn)流程，使研發(fā)效率提升30%以上，而鴻之微科技等企業(yè)通過機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)材料性能，將研發(fā)周期縮短50%以上。這種“數(shù)據(jù)-模型-實(shí)驗(yàn)”的協(xié)同模式，正推動(dòng)金屬材料從“試錯(cuò)型”研發(fā)向“精準(zhǔn)設(shè)計(jì)”轉(zhuǎn)型，尤其...

2025

8-8

金屬突然斷裂的原因解析

在我們的日常生活和工程建設(shè)中，金屬無處不在：從橋梁、高鐵，到飛機(jī)、汽車，金屬都是關(guān)鍵材料。但你知道嗎？這些看似堅(jiān)固的金屬有時(shí)也會(huì)“脆如玻璃”，在沒有預(yù)兆的情況下突然斷裂，造成嚴(yán)重后果。這就是“金屬脆性”的問題。01什么是金屬脆性？金屬是我們生活和工業(yè)中最常見的工程材料。從飛機(jī)、高鐵、橋梁，到汽車零件、建筑結(jié)構(gòu)，它們幾乎都離不開金屬的參與。金屬之所以廣泛應(yīng)用，是因?yàn)樗鼈兺ǔ＞邆湟韵聝?yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高：能承受較大的載荷；塑性好：可以拉伸、壓縮而不斷裂；導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能好：適用于電氣和熱工...

2025

8-7

Acta Mater.: 采用耦合化學(xué)-力學(xué)相場(chǎng)模擬鋁合金中氫控制的裂紋擴(kuò)展動(dòng)力學(xué)

7xxx系列鋁合金由于其高強(qiáng)度和耐腐蝕性被廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，但其在潮濕環(huán)境中易發(fā)生環(huán)境輔助開裂（EnvironmentallyAssistedCracking,EAC），嚴(yán)重威脅結(jié)構(gòu)安全。EAC涉及裂紋氫的生成、擴(kuò)散、捕獲與晶間裂紋擴(kuò)展的耦合作用，需多物理場(chǎng)建模揭示其速率控制機(jī)制。然而，目前仍缺乏晶粒尺度下能準(zhǔn)確描述氫輔助斷裂的物理模型?；谏鲜鰡栴}，英國曼徹斯特大學(xué)材料系的C.Grant等人基于唯象晶體塑性本構(gòu)模型，通過在損傷相場(chǎng)中自由能模塊額外考慮化學(xué)能的貢獻(xiàn)，并在...

2025

8-7

鋁合金半固態(tài)鑄造微觀組織及力學(xué)性能的影響研究

Cu含量對(duì)Al-7.0Si-xCu-0.5Mg鋁合金半固態(tài)鑄造微觀組織及力學(xué)性能的影響研究摘要：半固態(tài)鑄造通過改變合金的微觀組織可提高Al-Si-Cu-Mg鑄造合金的強(qiáng)度和韌性。以Al-7.0Si-xCu-0.5Mg（x=0、1、2）鑄造合金為研究對(duì)象，探討了Cu含量對(duì)合金微觀組織和力學(xué)性能的影響，比較了半固態(tài)鑄造和重力鑄造下合金的微觀組織及力學(xué)性能的差異。結(jié)果表明，半固態(tài)鑄造合金晶粒和晶界第二相得到細(xì)化，Cu元素的溶解擴(kuò)散促進(jìn)了時(shí)效過程中納米強(qiáng)化相的析出，提高了合金強(qiáng)度。C...

2025

8-6

螺紋連接結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)力學(xué)響應(yīng)與失效行為研究取得新進(jìn)展

導(dǎo)論近日，陜西省沖擊動(dòng)力學(xué)及工程應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李玉龍教授團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地對(duì)螺紋連接結(jié)構(gòu)在寬率域力學(xué)響應(yīng)和相關(guān)機(jī)理、以及螺紋連接結(jié)構(gòu)在沖擊疲勞下的失效行為和機(jī)理進(jìn)行了深入研究，取得了系列發(fā)現(xiàn)，相關(guān)成果分別發(fā)表在國際Top期刊《Thin-WalledStructures》和《EngineeringFailureAnalysis》上，論文的題目分別為“MechanicalBehaviourａndFailureMechanismof7075AluminiumAlloyThreadedCon...

2025

8-6

Cr含量對(duì)低Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag合金微觀組織和力學(xué)性能的影響

Cr含量對(duì)低Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag合金微觀組織和力學(xué)性能的影響1引言Al-Cu-Mg-Ag合金因其優(yōu)良的耐熱性能和抗蠕變性能，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域和石油工業(yè)，但該合金存在熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性較差的缺點(diǎn)。學(xué)者們利用微合金化和優(yōu)化熱處理工藝等改善其性能。目前對(duì)Al-Cu-Mg-Ag合金力學(xué)性能的研究主要集中在高Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag合金的主要析出相θ′相和Ω相，而對(duì)低Cu/Mg比Al-Cu-Mg-Ag合金的主要析出相S(Al?CuMg)相的研究很少。Cr作...

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