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2025

8-19

裂紋萌生（材料或結(jié)構(gòu)中微小裂紋的初始形成階段）的觀測是材料科學(xué)、工程安全、工業(yè)制造等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，其現(xiàn)實(shí)意義體現(xiàn)在對(duì)安全保障、成本控制、技術(shù)升級(jí)等多維度的支撐，具體如下：1.預(yù)防工程事故，保障生命與財(cái)產(chǎn)安全工程結(jié)構(gòu)（如橋梁、建筑、飛行器、壓力容器等）的失效往往始于裂紋萌生——微小裂紋會(huì)在應(yīng)力、腐蝕、疲勞等作用下逐漸擴(kuò)展，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)斷裂，引發(fā)坍塌、爆炸等重大事故。例如：飛機(jī)機(jī)翼、機(jī)身的金屬結(jié)構(gòu)在長期飛行中會(huì)因疲勞產(chǎn)生裂紋萌生，若未及時(shí)觀測發(fā)現(xiàn)，可能導(dǎo)致空中解體；輸油管道...

2025

8-18

高溫對(duì)單向碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料縱向拉伸失效行為影響

文章研究了高溫條件對(duì)單向碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料縱向拉伸失效行為的影響。通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值方法，探討了25°C至400°C溫度范圍內(nèi)該自備UD-CF/Al復(fù)合材料的縱向拉伸力學(xué)行為和失效機(jī)制。首先，進(jìn)行了單纖維推離測試以研究界面行為，并構(gòu)建了一個(gè)考慮熱歷史（包括制造過程中的冷卻和服役過程中的加熱）以及纖維強(qiáng)度分散的代表性體積單元模型。結(jié)果表明，制造過程中冷卻導(dǎo)致顯著的殘余應(yīng)力和輕微的界面損傷，而服役過程中加熱大大緩解了殘余應(yīng)力，但由于材料退化不可逆，損傷進(jìn)一步積累。當(dāng)服役溫度從25...

2025

8-18

生物材料臥式拉伸機(jī)在生物軟材料與組織拉伸力學(xué)測試中的應(yīng)用進(jìn)展

生物軟材料和組織的拉伸力學(xué)性能研究對(duì)醫(yī)學(xué)發(fā)展意義重大。生物材料臥式拉伸機(jī)作為關(guān)鍵測試設(shè)備，在該領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。本文詳細(xì)闡述了生物材料臥式拉伸機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹其在生物軟材料和組織拉伸力學(xué)測試中的應(yīng)用實(shí)例，分析當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)，并對(duì)未來發(fā)展趨勢進(jìn)行展望，旨在為推動(dòng)生物醫(yī)學(xué)研究與臨床應(yīng)用提供參考。一、引言生物軟材料和組織，涵蓋皮膚、肌肉、血管、內(nèi)臟器官組織等，其力學(xué)性能是維持人體正常生理功能的基礎(chǔ)。例如，血管的彈性決定了其能否有效承受血壓波動(dòng)并實(shí)現(xiàn)正常的血液...

2025

8-15

不同調(diào)磨方式對(duì)牙科氧化鋯修復(fù)體彎曲強(qiáng)度與疲勞壽命的影響

引言在眾多的口腔材料中，釔穩(wěn)定型氧化鋯具有機(jī)械強(qiáng)度和生物相容性，受到口腔醫(yī)生的廣泛關(guān)注。氧化鋯是以多晶結(jié)構(gòu)存在，主要是單斜相、四方相和立方相，加入釔穩(wěn)定劑后，在自然狀態(tài)下以四方相穩(wěn)定狀態(tài)存在，但修復(fù)體長期暴露于口腔環(huán)境中，受到咀嚼力量、溫度以及pH值變化的影響，會(huì)從四方相轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕?，從而出現(xiàn)機(jī)械強(qiáng)度的降低，但這屬于客觀因素影響且是一個(gè)長期的過程。調(diào)磨后材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生什么樣的變化、是否會(huì)對(duì)修復(fù)體使用壽命產(chǎn)生影響、如何調(diào)磨可以降低這種影響，經(jīng)查閱文獻(xiàn)，尚未見相關(guān)報(bào)道。在實(shí)際臨床...

2025

8-15

航空航天領(lǐng)域?yàn)槭裁匆鼋饘俨牧系钠谛阅軠y試？

航空航天領(lǐng)域?qū)饘俨牧系钠谛阅軠y試至關(guān)重要，這與該領(lǐng)域的工作環(huán)境、高可靠性要求以及材料使用特性密切相關(guān)。具體原因如下：1.材料承受交變載荷的必然性航空航天裝備（如飛機(jī)機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、火箭箭體、衛(wèi)星結(jié)構(gòu)件等）在服役過程中，始終處于交變載荷作用下：飛機(jī)起飛/降落時(shí)的起降沖擊、飛行中的氣流顛簸，會(huì)使機(jī)身、機(jī)翼承受反復(fù)的拉伸、壓縮應(yīng)力；發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在高溫下受到持續(xù)的離心力和氣流沖擊力，屬于高頻交變載荷；火箭發(fā)射和再入階段，結(jié)構(gòu)件會(huì)經(jīng)歷劇烈的振動(dòng)、加速度變化，導(dǎo)致應(yīng)力反復(fù)波動(dòng)...

2025

8-14

IJF丨金屬所張哲峰：TiN夾雜物對(duì)高強(qiáng)度鋼疲勞壽命影響的建模研究

高強(qiáng)度鋼因其優(yōu)異的力學(xué)性能和承受高載荷的能力，作為結(jié)構(gòu)材料發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在高強(qiáng)度鋼的眾多性能中，疲勞性能尤為重要，因其決定了材料在重復(fù)或循環(huán)載荷條件下的抗失效能力。為確保高強(qiáng)度鋼制成的結(jié)構(gòu)部件安全可靠地運(yùn)行，對(duì)其高周疲勞（HCF）性能的預(yù)測和評(píng)估至關(guān)重要。然而，高強(qiáng)度鋼在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中面臨的一個(gè)顯著挑戰(zhàn)是其疲勞壽命的固有分散性，這需要引入較大的安全裕度來應(yīng)對(duì)這種不確定性，進(jìn)而導(dǎo)致能源效率降低和材料消耗增加。因此，提高高強(qiáng)度鋼高周疲勞壽命的預(yù)測精度，在優(yōu)化材料使用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效率方...

2025

8-14

生物材料拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)有哪些？

生物材料拉伸試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)有很多，國際上常用ISO標(biāo)準(zhǔn)和ASTM標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)也有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以下是一些常見的標(biāo)準(zhǔn)：ISO527：用于測定塑料和復(fù)合材料的拉伸性能，其中ISO527-1概述了通用原則，ISO527-2規(guī)定了模塑材料和擠壓材料的試驗(yàn)條件。標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了硬質(zhì)和半硬質(zhì)熱塑性塑料、熱塑性片材和薄膜、熱固性模塑材料等多種材料，不適用于剛性多孔材料和含有多孔材料的夾層結(jié)構(gòu)。ISO10993-18：醫(yī)療器械材料生物學(xué)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，包含了拉伸測試相關(guān)內(nèi)容，為醫(yī)療器械用生物材料的...

2025

8-13

結(jié)合相場模擬與原位斷層掃描研究熔鹽中腐蝕后微觀結(jié)構(gòu)的粗化行為

在優(yōu)良核反應(yīng)堆、太陽能儲(chǔ)熱系統(tǒng)等前沿領(lǐng)域，熔鹽憑借優(yōu)異的耐高溫和傳熱性能成為核心材料。但與之接觸的金屬合金卻面臨一個(gè)隱蔽威脅：在高溫熔鹽中，合金會(huì)逐漸發(fā)生“脫合金化”，形成納米級(jí)多孔結(jié)構(gòu)，而這些結(jié)構(gòu)會(huì)進(jìn)一步“粗化”（孔隙變大、韌帶變粗），最終導(dǎo)致材料強(qiáng)度驟降。近日，一項(xiàng)發(fā)表在《ActaMaterialia》的研究通過相場模擬與原位X射線納米斷層掃描的結(jié)合，明確了這一過程的主導(dǎo)機(jī)制，為熔鹽設(shè)備的安全設(shè)計(jì)提供了關(guān)鍵理論支撐。01正文內(nèi)容一、高溫熔鹽中的“隱形老化”：合金為何變“多...

2025

8-13

金屬有哪些斷裂類型？

金屬的斷裂類型可以從多個(gè)角度進(jìn)行分類，主要依據(jù)是斷裂前的宏觀塑性變形程度、微觀斷裂路徑、斷裂模式以及載荷和環(huán)境條件。一、根據(jù)斷裂前宏觀塑性變形程度1.韌性斷裂主要特點(diǎn)：斷裂前發(fā)生顯著的塑性變形，如頸縮，拉長。斷裂過程：在應(yīng)力作用下，材料內(nèi)部產(chǎn)生微孔洞——通常源于夾雜物或第二相粒子，微孔洞長大并連接，最終導(dǎo)致斷裂。斷口特征：宏觀上看，斷口表面比較暗淡，呈纖維狀或鵝毛絨狀，一般有剪切唇。拉伸試樣有明顯的頸縮。微觀特征：具有典型的韌窩結(jié)構(gòu)，韌窩是微孔洞在斷裂表面留下的凹坑狀形貌。能...

2025

8-12

材料疲勞試驗(yàn)方法與疲勞斷裂試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

材料疲勞試驗(yàn)方法疲勞試驗(yàn)可以預(yù)測材料或構(gòu)件在交變載荷作用下的疲勞強(qiáng)度，一般該類試驗(yàn)周期較長，所需設(shè)備比較復(fù)雜，但是由于一般的力學(xué)試驗(yàn)如靜力拉伸、硬度和沖擊試驗(yàn)，都不能夠提供材料在反復(fù)交變載荷作用下的性能，因此對(duì)于重要的零構(gòu)件進(jìn)行疲勞試驗(yàn)是必須的。金屬材料疲勞試驗(yàn)的一些常用試驗(yàn)方法通常包括單點(diǎn)疲勞試驗(yàn)法、升降法、高頻振動(dòng)試驗(yàn)法、超聲疲勞試驗(yàn)法、紅外熱像技術(shù)疲勞試驗(yàn)方法等。01單點(diǎn)疲勞試驗(yàn)法單點(diǎn)疲勞試驗(yàn)法聚焦于材料或構(gòu)件的某一特定局部點(diǎn)，通過對(duì)該點(diǎn)施加交變載荷，研究其在疲勞過程中...