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2024

9-23

01【科學(xué)背景】具有鋼樣超高強(qiáng)度和類似聚合物超高柔韌性的金屬合金長(zhǎng)期以來被期望用于很多新興技術(shù)，如變形飛機(jī)和人造肌肉等。這種非常規(guī)的屬性組合能夠以較低的驅(qū)動(dòng)成本實(shí)現(xiàn)較大的可恢復(fù)形狀變化，同時(shí)在大載荷下能夠提供強(qiáng)大的抗斷裂、屈服破壞能力。然而，要實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)而柔韌”的合金制造是挑戰(zhàn)性的，這需要在強(qiáng)度和柔韌性之間進(jìn)行不可避免的權(quán)衡。在過去的幾十年里，人們努力尋找同時(shí)具有高強(qiáng)度和低模量的金屬合金，但仍然無法獲得既具有鋼樣高屈服強(qiáng)度（σy1GPa），又同時(shí)具有聚合物樣低模量（E≈10GP...

2024

9-20

如何有效利用動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)提升產(chǎn)品壽命

動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)作為材料科學(xué)和工程領(lǐng)域的重要工具，對(duì)于評(píng)估產(chǎn)品的耐久性、預(yù)測(cè)產(chǎn)品在實(shí)際使用中的壽命具有重要意義。以下是從理論到實(shí)踐，關(guān)于如何有效利用動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)提升產(chǎn)品壽命的詳細(xì)探討。一、理論基礎(chǔ)1.疲勞理論概述疲勞是指材料在反復(fù)或交變應(yīng)力(或應(yīng)變)作用下，性能逐漸退化并最終導(dǎo)致破壞的現(xiàn)象。疲勞破壞是工程結(jié)構(gòu)件失效的主要原因之一，因此，理解疲勞機(jī)理、預(yù)測(cè)疲勞壽命對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和使用至關(guān)重要。2.動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)原理動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)通過模擬實(shí)際工況下的交變應(yīng)力或應(yīng)變，對(duì)試樣進(jìn)行...

2024

9-18

結(jié)構(gòu)材料雙軸拉伸試驗(yàn)如何準(zhǔn)確評(píng)估復(fù)雜載荷條件下的性能

結(jié)構(gòu)材料在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中往往承受著復(fù)雜的多軸載荷。為了準(zhǔn)確評(píng)估材料在這種復(fù)雜載荷條件下的性能，結(jié)構(gòu)材料雙軸拉伸試驗(yàn)成為了一種重要的實(shí)驗(yàn)手段。一、合理確定試驗(yàn)參數(shù)在進(jìn)行雙軸拉伸試驗(yàn)前，先要合理確定試驗(yàn)參數(shù)，包括拉伸方向、拉伸速率、載荷大小等。這些參數(shù)應(yīng)盡可能地模擬實(shí)際應(yīng)用中的載荷條件。對(duì)于承受動(dòng)態(tài)載荷的結(jié)構(gòu)材料，可以選擇較高的拉伸速率；而對(duì)于承受靜態(tài)載荷的材料，則可以選擇較低的拉伸速率。二、使用合適的夾具和試樣為了模擬真實(shí)載荷條件，需要使用合適的夾具和試樣。夾具應(yīng)能保證試樣在拉伸過...

2024

9-4

掃描電鏡原位拉伸臺(tái)的技術(shù)細(xì)節(jié)和操作流程說明

掃描電鏡原位拉伸臺(tái)是一種材料測(cè)試設(shè)備，它能夠在SEM觀察下對(duì)材料進(jìn)行原位拉伸測(cè)試，為研究材料的微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能關(guān)系提供了有力手段。一、技術(shù)細(xì)節(jié)高精度定位與運(yùn)動(dòng)控制：采用高精度定位與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)微米甚至納米級(jí)別的精確位移控制。這對(duì)于觀察材料在拉伸過程中的微觀結(jié)構(gòu)變化至關(guān)重要。高靈敏度應(yīng)力/應(yīng)變測(cè)量：配備了高靈敏度的應(yīng)力/應(yīng)變傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)材料在拉伸過程中的應(yīng)力與應(yīng)變變化。這有助于準(zhǔn)確分析材料的力學(xué)性能。良好的兼容性：掃描電鏡原位拉伸臺(tái)設(shè)計(jì)有良好的兼容性，可以與...

2024

8-12

從理論到實(shí)踐：橡膠疲勞試驗(yàn)機(jī)在產(chǎn)品開發(fā)中的角色

橡膠疲勞試驗(yàn)機(jī)在產(chǎn)品開發(fā)過程中扮演著至關(guān)重要的角色，它不僅是理論研究的重要工具，更是將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵橋梁。以下是從理論到實(shí)踐兩個(gè)層面，探討橡膠疲勞試驗(yàn)機(jī)在產(chǎn)品開發(fā)中的角色。一、理論層面提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持：橡膠疲勞試驗(yàn)機(jī)通過模擬實(shí)際使用環(huán)境中的重復(fù)應(yīng)力或應(yīng)變條件，對(duì)橡膠材料進(jìn)行各種疲勞試驗(yàn)。這些試驗(yàn)數(shù)據(jù)為橡膠材料的力學(xué)性能、疲勞壽命等提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，有助于理論模型的建立和驗(yàn)證。深化對(duì)橡膠疲勞機(jī)理的理解：試驗(yàn)過程中，橡膠疲勞試驗(yàn)機(jī)能夠監(jiān)測(cè)并記錄橡膠材料在疲勞過程中的性...

2024

8-7

水凝膠材料的彈性力學(xué)研究

研究背景：水凝膠最大的彈性應(yīng)變與聚合物交聯(lián)之間的鏈段數(shù)的關(guān)系可以被描述為，有學(xué)者曾使用不固定的滑環(huán)交聯(lián)策略來有效地增加拉伸過程中的值，使材料能夠通過從橫向拉伸而額外拉伸，最大彈性應(yīng)變最終可達(dá)到。然而，水凝膠的雙軸變形仍然具有挑戰(zhàn)性，共價(jià)交聯(lián)或不固定的滑環(huán)交聯(lián)由于雙軸變形的鎖定而極大地限制了材料的拉伸性，使得等雙軸拉伸加載下的最大線性應(yīng)變比單軸拉伸下的低30%。為了使材料達(dá)到更高的的雙軸可逆性彈性變形，清華大學(xué)化學(xué)系王朝課題組通過引入可逆的串珠鏈結(jié)構(gòu)，是材料擁有更寬的彈性范圍。...

2024

7-26

北科大&香港大學(xué)&北京工業(yè)大學(xué)重磅Science！

繼2022年3月17日，北京工業(yè)大學(xué)以第一單位在Science發(fā)表研究論文以來，時(shí)隔兩年，今日再發(fā)Science！此外據(jù)悉，早在2024年1月3日，北京工業(yè)大學(xué)剛以第一完成單位在《Nature》發(fā)表首篇論文。陶瓷材料固有的脆性，主要由于剛性離子或共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)限制了原子的運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)長(zhǎng)期存在的挑戰(zhàn)。這一特性阻礙了陶瓷材料中位錯(cuò)的形核，從而阻礙了通過金屬中常用的位錯(cuò)工程策略來提高其塑性。尋找一種能夠在陶瓷材料中持續(xù)生成位錯(cuò)的策略，可能會(huì)提高其塑性。在此，來自香港大學(xué)的黃明欣、北京科...

2024

7-24

雙軸原位試驗(yàn)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用及案例分享

前言目前研究材料變形主要采用單軸力學(xué)試驗(yàn)方法。單軸力學(xué)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，容易得到較為可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，在工業(yè)應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)研究中被廣泛利用。但是在實(shí)際服役過程中材料通常會(huì)受到多軸載荷的作用而發(fā)生斷裂失效，這使得材料的力學(xué)響應(yīng)、變形機(jī)理及失效機(jī)制較單軸而言要復(fù)雜的多。此外，在不同成型工藝的加工過程中材料也常處于多軸應(yīng)力狀態(tài)，在成型過程中出現(xiàn)的制耳現(xiàn)象，沖壓件斷裂位置和極限成型高度的改變等現(xiàn)象都與板材在成型過程中的多軸力學(xué)響應(yīng)有關(guān)。十字形試樣雙軸試驗(yàn)可以準(zhǔn)確地進(jìn)行任意應(yīng)力或應(yīng)變比下板材的彈...

2024

7-10

動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀在纖維材料測(cè)試中的挑戰(zhàn)與解決方案

動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA)在纖維材料測(cè)試中面臨著一些挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)主要源于纖維材料的特殊性質(zhì)以及DMA測(cè)試過程中的技術(shù)限制。以下是對(duì)這些挑戰(zhàn)及其解決方案的詳細(xì)分析：挑戰(zhàn)夾持方式的挑戰(zhàn)：纖維材料由于其細(xì)長(zhǎng)且易滑動(dòng)的特性，難以在DMA測(cè)試中穩(wěn)定夾持。傳統(tǒng)的夾具設(shè)計(jì)往往適用于薄膜、板材等較寬厚的材料，而不適用于纖維材料。纖維材料的夾持方式直接影響測(cè)試的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，不穩(wěn)定的夾持可能導(dǎo)致測(cè)試數(shù)據(jù)失真。預(yù)加張力的控制：預(yù)加張力的選擇對(duì)纖維材料的測(cè)試結(jié)果有顯著影響。預(yù)加張力過小可能無法...

2024

7-8

基于機(jī)器學(xué)習(xí)的ODS鋼硬度與屈服強(qiáng)度預(yù)測(cè)

摘要：氧化物彌散強(qiáng)化鋼（ODS）具有優(yōu)異的力學(xué)性能和顯著的耐輻照、耐腐蝕和抗氧化性能，是可用于第四代核反應(yīng)堆的一種非常有前途的包殼材料。在這項(xiàng)工作中，結(jié)合不同微觀表征手段研究了八種ODS鋼的基體晶粒形貌、彌散形貌和氧化物顆粒相。并收集了不同ODS鋼的500多個(gè)數(shù)據(jù)，并使用420個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）建模，將微觀結(jié)構(gòu)特征作為特征變量被引入到ML算法中。利用平均絕對(duì)誤差（MAE）、均方根誤差（RMSE）和決定系數(shù)（）來對(duì)比不同模型的優(yōu)劣，從而選擇最佳模型，驗(yàn)證材料性能的準(zhǔn)確性...

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