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2025

2-7

經(jīng)典的Lake-Thomas模型認(rèn)為彈性體的斷裂是由于穿過裂紋面單層分子鏈的斷裂所引起，如圖1所示。當(dāng)裂紋擴(kuò)展時(shí)，分子鏈被逐漸拉伸狀態(tài)繼而斷裂。分子鏈斷裂所釋放的彈性能貢獻(xiàn)了彈性體的本征斷裂能(intrinsicfractureenergy）。然而，最近的研究發(fā)現(xiàn)Lake-Thomas模型所預(yù)測(cè)的本征斷裂能低估實(shí)際本征斷裂能約1-2個(gè)數(shù)量級(jí)?；诖?，來自麻省理工大學(xué)趙選賀教授團(tuán)隊(duì)，通過實(shí)驗(yàn)和模擬研究了具有不同缺陷、分散度、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和長度尺度的二維和三維聚合物網(wǎng)絡(luò)的斷裂機(jī)制，證...

2025

1-23

深入解析橡膠疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作原理與測(cè)試方法

一、橡膠疲勞試驗(yàn)機(jī)的工作原理橡膠疲勞試驗(yàn)機(jī)是一種專門用于測(cè)試橡膠材料疲勞性能的設(shè)備。其基本原理是利用交變應(yīng)力對(duì)橡膠材料進(jìn)行疲勞測(cè)試，以模擬實(shí)際使用過程中可能出現(xiàn)的各種疲勞情況。在測(cè)試過程中，試樣被固定在兩個(gè)夾具之間，一個(gè)固定，一個(gè)可移動(dòng)。通過向可移動(dòng)夾具施加周期性的拉伸或壓縮載荷，使試樣產(chǎn)生交變應(yīng)變。這種交變應(yīng)變會(huì)模擬出試樣在實(shí)際使用中可能受到的反復(fù)應(yīng)力，從而評(píng)估其疲勞性能。不同類型的橡膠疲勞試驗(yàn)機(jī)可能采用不同的工作原理。例如，低頻疲勞試驗(yàn)機(jī)通?；陔娨核欧砉ぷ?，在材料的...

2025

1-13

基于局部應(yīng)變法考慮殘余應(yīng)力的表面硬化缺口件的兩點(diǎn)疲勞強(qiáng)度評(píng)估

背景簡(jiǎn)介在制造齒輪、軸承或軸等高應(yīng)力部件時(shí)，通常使用表面硬化工藝來提高中低強(qiáng)度鋼的抗疲勞和耐磨性。因此，不均勻的材料特性（如強(qiáng)度和硬度梯度以及殘余應(yīng)力）被引入部件中。因此，硬化表面層比部件內(nèi)部的低強(qiáng)度芯材表現(xiàn)出更好的機(jī)械特性，因?yàn)樗哂懈叩膹?qiáng)度和引入的壓縮殘余應(yīng)力，從而延長了疲勞壽命。與彈性變形行為不同，兩個(gè)材料區(qū)域的彈塑性不同，而表層表現(xiàn)出更高的屈服點(diǎn)，因此對(duì)塑性變形的抵抗力明顯更高。然而，根據(jù)部件的幾何形狀和施加的載荷，塑性變形可能首先發(fā)生在表面層或芯材中。由于組件中的...

2025

1-13

基于集成卷積和圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)力學(xué)場(chǎng)預(yù)測(cè)

摘要：文章介紹了CompINet，一個(gè)結(jié)合圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來預(yù)測(cè)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)中力學(xué)場(chǎng)的框架。準(zhǔn)確分析局部力學(xué)場(chǎng)（如應(yīng)力）對(duì)于預(yù)測(cè)復(fù)合材料性能、失效和制定修復(fù)策略至關(guān)重要。CompINet利用圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的力量來捕捉復(fù)合材料的微觀細(xì)節(jié)，特別是纖維的位置和它們之間的距離。該框架在預(yù)測(cè)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)中的微觀尺度機(jī)械場(chǎng)方面取得了顯著的準(zhǔn)確性和一致性，而所需的數(shù)據(jù)量比現(xiàn)有的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法少20倍。CompINet在線性和非線性復(fù)合材料分析方面都提供了顯著的改進(jìn)。PART01一...

2025

1-10

2024年Nature Communications水凝膠合集1（10篇）

文獻(xiàn)1：利用酶驅(qū)動(dòng)的機(jī)械反應(yīng)來改變水凝膠的形狀NatureCommunications(IF14.7)PubDate:2024-01-04,DOI:10.1038/s41467-023-44607-y4D打印技術(shù)將3D打印和刺激響應(yīng)材料相結(jié)合，能夠高效構(gòu)建復(fù)雜的3D對(duì)象。然而，與智能軟材料不同的是，由于陶瓷的變形能力極弱，陶瓷的4D打印是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。南方科技大學(xué)機(jī)械與能源工程系葛锜教授與西安交通大學(xué)原超副教授研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種可行且高效的制造和設(shè)計(jì)方法，以實(shí)現(xiàn)陶瓷的直接4...

2025

1-9

仿心臟瓣膜的柔軟抗疲勞水凝膠 - 2500萬次超高疲勞壽命

水凝膠具有高含水量和良好的生物相容性，其中抗疲勞性能的優(yōu)劣是決定水凝膠應(yīng)用的關(guān)鍵。近年來，研究人員提出了多種抗疲勞水凝膠的設(shè)計(jì)策略，其中一類是通過添加纖維來實(shí)現(xiàn)高疲勞性能，然而纖維往往會(huì)導(dǎo)致較高的彈性模量，失去與生物組織匹配的柔順性。近日，西安交通大學(xué)唐敬達(dá)教授團(tuán)隊(duì)仿照心臟瓣膜組織的軟基質(zhì)-彎曲膠原纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)，制備了針織纖維-PVA復(fù)合水凝膠，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高疲勞門檻值與低模量，并將該復(fù)合水凝膠制成了心臟瓣膜假體，具有2500萬次的超高疲勞壽命。論文以Asoftａndfati...

2025

1-9

共晶高熵合金相界亞種相關(guān)的高溫疲勞開裂機(jī)理

共晶高熵合金相界亞種相關(guān)的高溫疲勞開裂機(jī)理在高溫結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域，高熵合金因其在強(qiáng)塑性調(diào)控上展現(xiàn)出的潛力而受到關(guān)注。然而，相界作為潛在的薄弱點(diǎn)，可能會(huì)引發(fā)高熵合金疲勞開裂。近期，伯明翰大學(xué)、南京航空航天大學(xué)以及牛津大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)合作探究了高熵合金相界亞種相關(guān)的高溫疲勞開裂機(jī)理，研究成果以“FCC/B2phaseboundaryvariant-sensitivefatiguecrackinginaeutectichighentropyalloyathightemperature”為...

2024

12-24

金屬材料高溫力學(xué)試驗(yàn)下材料的微觀結(jié)構(gòu)演變與力學(xué)性能關(guān)系

金屬材料在高溫環(huán)境下工作時(shí)，其力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)都會(huì)發(fā)生明顯變化。金屬材料高溫力學(xué)試驗(yàn)是研究金屬材料在高溫條件下性能變化的重要手段，通過試驗(yàn)可以揭示材料的微觀結(jié)構(gòu)演變與力學(xué)性能之間的關(guān)系。一、基本原理高溫力學(xué)試驗(yàn)是在高溫條件下對(duì)金屬材料施加外力，觀察并記錄其變形行為和破壞模式。通過這種試驗(yàn)，可以評(píng)估金屬材料在高溫環(huán)境下的強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能。二、微觀結(jié)構(gòu)演變?cè)诮饘俨牧细邷亓W(xué)試驗(yàn)過程中，金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生顯著變化，主要包括以下幾個(gè)方面：晶粒長大：高溫下，金屬晶粒的...

2024

12-17

基于缺陷特征與機(jī)器學(xué)習(xí)的增材制造鈦合金高周疲勞壽命預(yù)測(cè)

基于缺陷特征與機(jī)器學(xué)習(xí)的增材制造鈦合金高周疲勞壽命預(yù)測(cè)劉堯，高祥熙，朱思銚，何玉懷，許巍*中國航發(fā)北京航空材料研究院，北京100095近年來，增材制造技術(shù)不斷提升，但增材制造件內(nèi)部隨機(jī)分布的缺陷仍難以避免。微小缺陷對(duì)疲勞性能的影響難以通過傳統(tǒng)物理模型準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。隨著缺陷特征復(fù)雜性和數(shù)據(jù)維度的增加，依賴于物理公式的模型預(yù)測(cè)變得愈發(fā)困難，尤其針對(duì)考慮氣孔缺陷的增材制造材料高周疲勞壽命預(yù)測(cè)中，傳統(tǒng)模型的適用性顯著降低。這種局限性迫切需要引入基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，通過挖掘缺陷特征...

2024

12-13

髖關(guān)節(jié)植入物耐久性測(cè)試：摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的核心作用

髖關(guān)節(jié)植入物作為髖關(guān)節(jié)疾病治療中的關(guān)鍵醫(yī)療器械，其耐久性和長期使用效果直接關(guān)系到患者的康復(fù)和生活質(zhì)量。為了確保髖關(guān)節(jié)植入物的安全性和可靠性，必須進(jìn)行嚴(yán)格的耐久性測(cè)試。其中，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)在這一測(cè)試過程中發(fā)揮著核心作用。一、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的工作原理摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)是一種專門用于模擬和測(cè)試材料或構(gòu)件在摩擦磨損條件下的性能的設(shè)備。對(duì)于髖關(guān)節(jié)植入物而言，該設(shè)備通過模擬人體行走、跑步等運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)植入物進(jìn)行摩擦磨損測(cè)試。設(shè)備主要由摩擦對(duì)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和測(cè)量系統(tǒng)組成。摩擦對(duì)通常由模擬...