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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，對于評估產(chǎn)品的耐久性、預(yù)測產(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)測疲勞壽命對于產(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的技術(shù)細(xì)節(jié)和操作流程說明

掃描電鏡原位拉伸臺是一種材料測試設(shè)備，它能夠在SEM觀察下對材料進(jìn)行原位拉伸測試，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)微米甚至納米級別的精確位移控制。這對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測試過程中的技術(shù)限制。以下是對這些挑戰(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)長且易滑動(dòng)的特性，難以在DMA測試中穩(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試的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，不穩(wěn)定的夾持可能導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)失真。預(yù)加張力的控制：預(yù)加張力的選擇對纖維材料的測試結(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

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。利用平均絕對誤差（MAE）、均方根誤差（RMSE）和決定系數(shù)（）來對比不同模型的優(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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