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2025

2-7

經典的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。當裂紋擴展時，分子鏈被逐漸拉伸狀態繼而斷裂。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，最近的研究發現Lake-Thomas模型所預測的本征斷裂能低估實際本征斷裂能約1-2個數量級。基于此，來自麻省理工大學趙選賀教授團隊，通過實驗和模擬研究了具有不同缺陷、分散度、拓撲結構和長度尺度的二維和三維聚合物網絡的斷裂機制，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備。其基本原理是利用交變應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，使試樣產生交變應變。這種交變應變會模擬出試樣在實際使用中可能受到的反復應力，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

基于局部應變法考慮殘余應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力）被引入部件中。因此，硬化表面層比部件內部的低強度芯材表現出更好的機械特性，因為它具有更高的強度和引入的壓縮殘余應力，從而延長了疲勞壽命。與彈性變形行為不同，兩個材料區域的彈塑性不同，而表層表現出更高的屈服點，因此對塑性變形的抵抗力明顯更高。然而，根據部件的幾何形狀和施加的載荷，塑性變形可能首先發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網絡的復合材料微觀結構力學場預測

摘要：文章介紹了CompINet，一個結合圖神經網絡和卷積神經網絡來預測復合材料微觀結構中力學場的框架。準確分析局部力學場（如應力）對于預測復合材料性能、失效和制定修復策略至關重要。CompINet利用圖神經網絡的力量來捕捉復合材料的微觀細節，特別是纖維的位置和它們之間的距離。該框架在預測復合材料微觀結構中的微觀尺度機械場方面取得了顯著的準確性和一致性，而所需的數據量比現有的數據驅動方法少20倍。CompINet在線性和非線性復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：利用酶驅動的機械反應來改變水凝膠的形狀NatureCommunications(IF14.7)PubDate:2024-01-04,DOI:10.1038/s41467-023-44607-y4D打印技術將3D打印和刺激響應材料相結合，能夠高效構建復雜的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。南方科技大學機械與能源工程系葛锜教授與西安交通大學原超副教授研究團隊報告了一種可行且高效的制造和設計方法，以實現陶瓷的直接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劣是決定水凝膠應用的關鍵。近年來，研究人員提出了多種抗疲勞水凝膠的設計策略，其中一類是通過添加纖維來實現高疲勞性能，然而纖維往往會導致較高的彈性模量，失去與生物組織匹配的柔順性。近日，西安交通大學唐敬達教授團隊仿照心臟瓣膜組織的軟基質-彎曲膠原纖維的復合結構，制備了針織纖維-PVA復合水凝膠，同時實現了高疲勞門檻值與低模量，并將該復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的高溫疲勞開裂機理

共晶高熵合金相界亞種相關的高溫疲勞開裂機理在高溫結構材料領域，高熵合金因其在強塑性調控上展現出的潛力而受到關注。然而，相界作為潛在的薄弱點，可能會引發高熵合金疲勞開裂。近期，伯明翰大學、南京航空航天大學以及牛津大學的研究團隊合作探究了高熵合金相界亞種相關的高溫疲勞開裂機理，研究成果以“FCC/B2phaseboundaryvariant-sensitivefatiguecrackinginaeutectichighentropyalloyathightemperature”為...

2024

12-24

金屬材料高溫力學試驗下材料的微觀結構演變與力學性能關系

金屬材料在高溫環境下工作時，其力學性能和微觀結構都會發生明顯變化。金屬材料高溫力學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構演變與力學性能之間的關系。一、基本原理高溫力學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境下的強度、塑性、韌性等力學性能。二、微觀結構演變在金屬材料高溫力學試驗過程中，金屬材料的微觀結構會發生顯著變化，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習的增材制造鈦合金高周疲勞壽命預測

基于缺陷特征與機器學習的增材制造鈦合金高周疲勞壽命預測劉堯，高祥熙，朱思銚，何玉懷，許巍*中國航發北京航空材料研究院，北京100095近年來，增材制造技術不斷提升，但增材制造件內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物理模型準確預測。隨著缺陷特征復雜性和數據維度的增加，依賴于物理公式的模型預測變得愈發困難，尤其針對考慮氣孔缺陷的增材制造材料高周疲勞壽命預測中，傳統模型的適用性顯著降低。這種局限性迫切需要引入基于數據驅動的機器學習方法，通過挖掘缺陷特征...

2024

12-13

髖關節植入物耐久性測試：摩擦磨損試驗機的核心作用

髖關節植入物作為髖關節疾病治療中的關鍵醫療器械，其耐久性和長期使用效果直接關系到患者的康復和生活質量。為了確保髖關節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件在摩擦磨損條件下的性能的設備。對于髖關節植入物而言，該設備通過模擬人體行走、跑步等運動狀態，對植入物進行摩擦磨損測試。設備主要由摩擦對、運動系統、潤滑系統和測量系統組成。摩擦對通常由模擬...

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