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技術文章

2025
8-12

摩擦磨損試驗機的作用
摩擦磨損試驗機是一種用于模擬和評估材料在摩擦和磨損條件下性能的關鍵設備，其作用貫穿材料研發、質量控制、工程應用及學術研究等多個領域。以下是其核心作用的詳細闡述：一、核心功能模擬實際工況通過精確控制載荷、速度、溫度、潤滑條件等參數，復現材料在實際使用中的摩擦環境(如機械軸承、齒輪傳動、汽車制動系統等)，為材料性能評估提供可靠依據。量化磨損與摩擦行為測量摩擦系數、磨損量(體積或質量損失)、磨損率等關鍵指標，定量分析材料在摩擦過程中的性能變化。結合表面形貌分析(如SEM、光學顯微鏡...
2025
8-11

孔隙缺陷對增材制造Ti-6Al-4V合金局部近閾值疲勞裂紋擴展行為的影響
引文格式：GB/T7714LoiodiceL,StopkaKS,SangidMD.Poredefects’influenceonthelocal,nearthresholdfatiguecrackgrowthbehaviorofadditivelymanufacturedTi-6Al-4V[J].JournaloftheMechanicsａndPhysicsofSolids,2025:106173.MLALoiodice,Luca,KrzysztofS.Stopka,ａndM...
2025
8-11

雙軸加載下材料變形行為原位觀察的常用方法有哪些？
在雙軸加載條件下對材料變形行為進行原位觀察，需要結合加載裝置與高分辨率表征技術，以實時捕捉材料從宏觀到微觀尺度的變形特征（如應變分布、位錯運動、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特點：1.光學顯微鏡（OM）與高速成像技術原理：通過光學顯微鏡直接觀察材料表面在雙軸加載過程中的變形現象，結合高速相機記錄動態過程（如裂紋擴展、滑移帶形成）。適用尺度：宏觀（毫米級）到介觀（微米級）。特點：優勢：操作簡便、成本較低，可實時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的工作原理與實驗應用解析
掃描電鏡原位拉伸臺是材料微觀變形機制研究的關鍵設備，它將力學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：微觀變形的動態捕捉掃描電鏡原位拉伸臺的核心功能是在掃描電鏡的真空環境中，對微小試樣施加可控的拉伸載荷，同時實時記錄其微觀結構變化。設備通過精密機械結構與電鏡樣品臺集成，使試樣在拉伸過程中保持穩定定位。當拉伸力作用于試樣時，材料內部產生應力應變，引發微觀組織的動態變化。掃描電鏡利用電子束掃描試樣表面，實時捕捉這些微觀結構的形貌、分...
2025
8-8

Mg-Gd-Fe和Mg-Gd-Cu合金的微觀組織、力學性能和腐蝕性能的對比
摘要為應對石油鉆井領域對可降解壓裂工具的需求，本文制備了Mg-Gd-Fe和Mg-Gd-Cu兩種合金，并對比研究了其微觀組織、力學性能和腐蝕性能。研究發現：Mg-Gd-Cu合金的屈服強度（169.6MPa）和抗拉強度（215.1MPa）高于Mg-Gd-Fe合金（107.5MPa和182.1MPa），主要歸因于其第二相體積分數更高、晶粒更細。斷后伸長率方面，Mg-Gd-Fe為53.0%，遠高于Mg-Gd-Cu的23.3%，主要由于Cu削弱了稀土織構，且第二相體積分數高導致塑性下降...
2025
8-8

物理信息神經網絡在疲勞裂紋擴展參數辨識及剩余壽命預估中的應用
摘要準確預測疲勞裂紋擴展剩余壽命（FCGL）對制定設備維護策略、預防事故至關重要。傳統預測方法存在明顯局限：純物理方法（如基于Paris定律）依賴精確的物理模型參數，卻難以應對復雜工況下的個體差異；純數據驅動方法（如神經網絡）需大量標注數據，易出現“黑箱”問題和物理違背。為解決這些痛點，本文提出一種物理信息神經網絡（PINN）方法，融合疲勞裂紋擴展的物理知識與監測數據，實現參數識別與剩余壽命的高精度預測，且在有限數據下仍能保持魯棒性。研究內容與方法1、核心目標針對疲勞裂紋擴展...
2025
8-8

金屬材料力學的發展趨勢是什么？
金屬材料力學的發展趨勢正圍繞高性能、智能化、綠色化和環境適應性展開，結合最新研究成果與產業動態，主要呈現以下方向：一、智能化與數據驅動的材料設計人工智能（AI）與機器學習技術深度融入金屬材料研發全流程，通過高通量計算、大數據分析和自動化實驗形成閉環創新體系。例如，寶武鋼鐵利用AI優化生產流程，使研發效率提升30%以上，而鴻之微科技等企業通過機器學習預測材料性能，將研發周期縮短50%以上。這種“數據-模型-實驗”的協同模式，正推動金屬材料從“試錯型”研發向“精準設計”轉型，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中，金屬無處不在：從橋梁、高鐵，到飛機、汽車，金屬都是關鍵材料。但你知道嗎？這些看似堅固的金屬有時也會“脆如玻璃”，在沒有預兆的情況下突然斷裂，造成嚴重后果。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中最常見的工程材料。從飛機、高鐵、橋梁，到汽車零件、建筑結構，它們幾乎都離不開金屬的參與。金屬之所以廣泛應用，是因為它們通常具備以下優點：強度高：能承受較大的載荷；塑性好：可以拉伸、壓縮而不斷裂；導熱、導電性能好：適用于電氣和熱工...
2025
8-7

Acta Mater.: 采用耦合化學-力學相場模擬鋁合金中氫控制的裂紋擴展動力學
7xxx系列鋁合金由于其高強度和耐腐蝕性被廣泛應用于航空航天領域，但其在潮濕環境中易發生環境輔助開裂（EnvironmentallyAssistedCracking,EAC），嚴重威脅結構安全。EAC涉及裂紋氫的生成、擴散、捕獲與晶間裂紋擴展的耦合作用，需多物理場建模揭示其速率控制機制。然而，目前仍缺乏晶粒尺度下能準確描述氫輔助斷裂的物理模型。基于上述問題，英國曼徹斯特大學材料系的C.Grant等人基于唯象晶體塑性本構模型，通過在損傷相場中自由能模塊額外考慮化學能的貢獻，并在...
2025
8-7

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

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