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2025

8-8

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

摘要準確預(yù)測疲勞裂紋擴展剩余壽命（FCGL）對制定設(shè)備維護策略、預(yù)防事故至關(guān)重要。傳統(tǒng)預(yù)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(shù)，卻難以應(yīng)對復(fù)雜工況下的個體差異；純數(shù)據(jù)驅(qū)動方法（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）需大量標注數(shù)據(jù)，易出現(xiàn)“黑箱”問題和物理違背。為解決這些痛點，本文提出一種物理信息神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（PINN）方法，融合疲勞裂紋擴展的物理知識與監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)參數(shù)識別與剩余壽命的高精度預(yù)測，且在有限數(shù)據(jù)下仍能保持魯棒性。研究內(nèi)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(xué)的發(fā)展趨勢是什么？

金屬材料力學(xué)的發(fā)展趨勢正圍繞高性能、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)動態(tài)，主要呈現(xiàn)以下方向：一、智能化與數(shù)據(jù)驅(qū)動的材料設(shè)計人工智能（AI）與機器學(xué)習技術(shù)深度融入金屬材料研發(fā)全流程，通過高通量計算、大數(shù)據(jù)分析和自動化實驗形成閉環(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)通過機器學(xué)習預(yù)測材料性能，將研發(fā)周期縮短50%以上。這種“數(shù)據(jù)-模型-實驗”的協(xié)同模式，正推動金屬材料從“試錯型”研發(fā)向“精準設(shè)計”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、汽車，金屬都是關(guān)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(yù)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(yè)中最常見的工程材料。從飛機、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，是因為它們通常具備以下優(yōu)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(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)相場模擬鋁合金中氫控制的裂紋擴展動力學(xué)

7xxx系列鋁合金由于其高強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），嚴重威脅結(jié)構(gòu)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?；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，通過在損傷相場中自由能模塊額外考慮化學(xué)能的貢獻，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(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...

2025

8-6

螺紋連接結(jié)構(gòu)動態(tài)力學(xué)響應(yīng)與失效行為研究取得新進展

導(dǎo)論近日，陜西省沖擊動力學(xué)及工程應(yīng)用重點實驗室李玉龍教授團隊系統(tǒng)地對螺紋連接結(jié)構(gòu)在寬率域力學(xué)響應(yīng)和相關(guān)機理、以及螺紋連接結(jié)構(gòu)在沖擊疲勞下的失效行為和機理進行了深入研究，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。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...

2025

8-5

基于機器學(xué)習的結(jié)構(gòu)鋼疲勞壽命預(yù)測

1.研究背景結(jié)構(gòu)鋼的疲勞失效是機械工程領(lǐng)域的重大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)方法（如基于S-N曲線的線性Palmgren-Miner模型）無法充分捕捉非線性疲勞行為與載荷序列效應(yīng)。近年來，人工智能（AI）與機器學(xué)習（ML）技術(shù)為疲勞壽命預(yù)測提供了新思路，但現(xiàn)有研究多聚焦單一材料或復(fù)雜深度學(xué)習模型，缺乏對多種鋼材的通用性模型及計算效率的對比分析。2.研究方法數(shù)據(jù)來源采用日本國立材料科學(xué)研究所（NIMS）數(shù)據(jù)庫及挪威斯塔萬格大學(xué)（UiS）實驗數(shù)據(jù)，涵蓋5種結(jié)構(gòu)鋼（S25C-S55C）及NVD36鋼...

2025

8-5

凱爾測控疲勞試驗機動態(tài)力學(xué)試驗系統(tǒng)的微裂紋檢測功能

凱爾測控疲勞試驗機動態(tài)力學(xué)試驗系統(tǒng)的微裂紋檢測功能通過直流電位法（DCPD）與高速攝像系統(tǒng)的深度協(xié)同，結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）技術(shù)，實現(xiàn)了從微米級裂紋萌生到宏觀擴展的全流程精準監(jiān)測。以下是其核心技術(shù)細節(jié)與應(yīng)用特點：一、直流電位法（DCPD）：高精度實時量化裂紋擴展1.工作原理與技術(shù)參數(shù)電流激勵與電位測量：在試樣兩端施加恒定直流電流（典型值1-10A），通過測量裂紋擴展引起的電位差變化，精確計算裂紋長度。該方法基于裂紋擴展導(dǎo)致電流路徑延長、電阻增加的物理特性，靈敏度可達**&...

2025

8-4

北航一作 & 哈工大通訊：金屬疲勞裂紋研究獲突破

部分內(nèi)容解讀01上圖展示原始Zircaloy-4板材的細晶分布（SEM）、試樣切割示意圖及極圖分析，證實樣品具有強烈的基面織構(gòu)，c軸沿Z向（板法向）排列，為后續(xù)Y型（c軸//Y向）和Z型（c軸//Z向）樣品分組提供微觀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。02聚焦裂紋在三重交界處（GrainA1/A2/A3）的偏折行為，SEM與EBSD聯(lián)合揭示孿晶（長約5–8μm）和棱柱面滑移跡線在受阻裂紋的共存現(xiàn)象，86°取向差證實其為拉伸型孿晶，應(yīng)力集中是孿生主因。03裂紋穿越GrainA2/A3/A5的路徑分析，...