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2025

2-7

經(jīng)典的Lake-Thomas模型認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)裂紋擴展時，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)測的本征斷裂能低估實際本征斷裂能約1-2個數(shù)量級。基于此，來自麻省理工大學(xué)趙選賀教授團隊，通過實驗和模擬研究了具有不同缺陷、分散度、拓撲結(jié)構(gòu)和長度尺度的二維和三維聚合物網(wǎng)絡(luò)的斷裂機制，證...

2025

1-23

深入解析橡膠疲勞試驗機的工作原理與測試方法

一、橡膠疲勞試驗機的工作原理橡膠疲勞試驗機是一種專門用于測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)力對橡膠材料進行疲勞測試，以模擬實際使用過程中可能出現(xiàn)的各種疲勞情況。在測試過程中，試樣被固定在兩個夾具之間，一個固定，一個可移動。通過向可移動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)變會模擬出試樣在實際使用中可能受到的反復(fù)應(yīng)力，從而評估其疲勞性能。不同類型的橡膠疲勞試驗機可能采用不同的工作原理。例如，低頻疲勞試驗機通常基于電液伺服原理工作，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疲勞強度評估

背景簡介在制造齒輪、軸承或軸等高應(yīng)力部件時，通常使用表面硬化工藝來提高中低強度鋼的抗疲勞和耐磨性。因此，不均勻的材料特性（如強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)部的低強度芯材表現(xiàn)出更好的機械特性，因為它具有更高的強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，兩個材料區(qū)域的彈塑性不同，而表層表現(xiàn)出更高的屈服點，因此對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)場預(yù)測

摘要：文章介紹了CompINet，一個結(jié)合圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來預(yù)測復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)中力學(xué)場的框架。準確分析局部力學(xué)場（如應(yīng)力）對于預(yù)測復(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)測復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)中的微觀尺度機械場方面取得了顯著的準確性和一致性，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。PART01一...

2025

1-10

2024年Nature Communications水凝膠合集1（10篇）

文獻1：利用酶驅(qū)動的機械反應(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打印是一個巨大的挑戰(zhàn)。南方科技大學(xué)機械與能源工程系葛锜教授與西安交通大學(xué)原超副教授研究團隊報告了一種可行且高效的制造和設(shè)計方法，以實現(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)計策略，其中一類是通過添加纖維來實現(xiàn)高疲勞性能，然而纖維往往會導(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)唐敬達教授團隊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，同時實現(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)的高溫疲勞開裂機理

共晶高熵合金相界亞種相關(guān)的高溫疲勞開裂機理在高溫結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域，高熵合金因其在強塑性調(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，可能會引發(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)的研究團隊合作探究了高熵合金相界亞種相關(guān)的高溫疲勞開裂機理，研究成果以“FCC/B2phaseboundaryvariant-sensitivefatiguecrackinginaeutectichighentropyalloyathightemperature”為...

2024

12-24

金屬材料高溫力學(xué)試驗下材料的微觀結(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，其力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)都會發(fā)生明顯變化。金屬材料高溫力學(xué)試驗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)試驗是在高溫條件下對金屬材料施加外力，觀察并記錄其變形行為和破壞模式。通過這種試驗，可以評估金屬材料在高溫環(huán)境下的強度、塑性、韌性等力學(xué)性能。二、微觀結(jié)構(gòu)演變在金屬材料高溫力學(xué)試驗過程中，金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)會發(fā)生顯著變化，主要包括以下幾個方面：晶粒長大：高溫下，金屬晶粒的...

2024

12-17

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

基于缺陷特征與機器學(xué)習(xí)的增材制造鈦合金高周疲勞壽命預(yù)測劉堯，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)部隨機分布的缺陷仍難以避免。微小缺陷對疲勞性能的影響難以通過傳統(tǒng)物理模型準確預(yù)測。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)測變得愈發(fā)困難，尤其針對考慮氣孔缺陷的增材制造材料高周疲勞壽命預(yù)測中，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)動的機器學(xué)習(xí)方法，通過挖掘缺陷特征...

2024

12-13

髖關(guān)節(jié)植入物耐久性測試：摩擦磨損試驗機的核心作用

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，必須進行嚴格的耐久性測試。其中，摩擦磨損試驗機在這一測試過程中發(fā)揮著核心作用。一、摩擦磨損試驗機的工作原理摩擦磨損試驗機是一種專門用于模擬和測試材料或構(gòu)件在摩擦磨損條件下的性能的設(shè)備。對于髖關(guān)節(jié)植入物而言，該設(shè)備通過模擬人體行走、跑步等運動狀態(tài)，對植入物進行摩擦磨損測試。設(shè)備主要由摩擦對、運動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和測量系統(tǒng)組成。摩擦對通常由模擬...