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2025

9-5

高分子材料因其輕質(zhì)、耐腐蝕、易加工等優(yōu)異特性，在航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)和消費(fèi)品等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。許多應(yīng)用場景中，高分子部件長期處于循環(huán)載荷作用下（如減震墊、密封圈、關(guān)節(jié)假體等），其疲勞性能直接決定了產(chǎn)品的使用壽命和可靠性。壓縮疲勞試驗(yàn)作為評估高分子材料在循環(huán)壓應(yīng)力下耐久性的關(guān)鍵手段，至關(guān)重要。本文將系統(tǒng)闡述壓縮疲勞試驗(yàn)的基本原理、測試方法、關(guān)鍵參數(shù)、失效機(jī)理以及其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。一、為何關(guān)注壓縮疲勞？與金屬材料相比，高分子材料的疲勞行為更為復(fù)雜，其力學(xué)性能顯著依...

2025

9-4

從損傷機(jī)理視角研究雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠：通過單調(diào)加載預(yù)測循環(huán)加載行為

同傳統(tǒng)的單網(wǎng)絡(luò)水凝膠相比，雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠（DN凝膠）表現(xiàn)出較良好的抗拉伸性能與較大的能量耗散能力，因此具有較高的斷裂應(yīng)變與斷裂韌性。在DN凝膠的微觀變形過程中，其疲勞與斷裂行為將同時(shí)受到微觀網(wǎng)絡(luò)組成與損傷機(jī)制的影響。為此，西安交通大學(xué)與香港城市大學(xué)劉子順等學(xué)者研究了網(wǎng)絡(luò)組成對DN凝膠在單調(diào)載荷下的變形模式和斷裂韌性的影響，并在此基礎(chǔ)上提出了一個(gè)損傷模型，該模型定量描述了DN凝膠在循環(huán)加載過程中的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系和耗散能密度變化。首先，本文通過調(diào)整DN水凝膠中各微觀網(wǎng)絡(luò)的單體濃度與...

2025

9-4

高分子材料雙軸原位加載：技術(shù)、裝備與應(yīng)用進(jìn)展

一、引言薄膜、柔性電子、水凝膠、生物軟組織等高分子材料在實(shí)際服役中普遍處于面內(nèi)雙軸應(yīng)力狀態(tài)。傳統(tǒng)單軸或“離線”測試難以復(fù)現(xiàn)其真實(shí)力學(xué)響應(yīng)，也無法在加載過程中同步捕捉微觀結(jié)構(gòu)演化。雙軸原位加載技術(shù)通過在兩個(gè)正交方向獨(dú)立或耦合施加載荷，并耦合光學(xué)/光譜/斷層成像手段，實(shí)現(xiàn)了“應(yīng)力-應(yīng)變-結(jié)構(gòu)”多參量同步表征，已成為高分子材料設(shè)計(jì)與評價(jià)的核心實(shí)驗(yàn)手段。二、技術(shù)原理與加載模式1.對稱加載保持中心不動(dòng)雙軸原位拉伸臺普遍采用“四鉗夾持、對稱驅(qū)動(dòng)”方案，即上下、左右兩對夾具由獨(dú)立或聯(lián)動(dòng)作動(dòng)...

2025

9-3

熱處理工藝對國產(chǎn) Ti-6AI-4V 鍛坯微觀組織及力學(xué)性能的影響規(guī)律研究

一、研究目的針對航空工業(yè)對國產(chǎn)Ti-6Al-4V鈦合金性能穩(wěn)定性提出的更高要求，本文系統(tǒng)比較了兩種國內(nèi)廠家鍛坯（I、II）在“退火”和“固溶+時(shí)效”兩種典型熱處理制度下的微觀組織演變與力學(xué)性能差異，旨在為實(shí)際生產(chǎn)中的熱處理工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。二、試驗(yàn)方案1.原材料?規(guī)格：350mm×120mm×120mm鍛件；?化學(xué)成分：兩家Al6.29/6.41%、V4.25/4.23%，其余雜質(zhì)含量相近但I(xiàn)I的Fe、O略高。2.熱變形?雙錐鐓粗：950°C/1h保溫→一次鐓粗...

2025

9-3

十字雙軸裂紋擴(kuò)展速率測試系統(tǒng)

十字雙軸裂紋擴(kuò)展速率測試系統(tǒng)一、技術(shù)原理與典型應(yīng)用1.雙軸加載必要性?實(shí)際構(gòu)件（飛機(jī)蒙皮、壓力容器、汽車底盤、軟包電池殼體等）常處于平面雙軸或多軸應(yīng)力狀態(tài)；單軸試驗(yàn)無法復(fù)現(xiàn)裂紋真實(shí)的T-應(yīng)力、約束度及裂尖塑性區(qū)演化。?雙軸疲勞/斷裂試驗(yàn)可定量獲取da/dN-ΔK關(guān)系、門檻值ΔKth、裂紋分叉與轉(zhuǎn)向規(guī)律，用于壽命預(yù)測和損傷容限設(shè)計(jì)。2.測試機(jī)理?試驗(yàn)件多為“十字型”薄板，四邊通過四個(gè)獨(dú)立伺服作動(dòng)器施加同相或異相載荷，實(shí)現(xiàn)任意雙軸比λ=σ?/σ?（0→∞）及相位差φ（0°→180...

2025

9-2

機(jī)器學(xué)習(xí)的實(shí)時(shí)可見疲勞裂紋擴(kuò)展檢測

Machinelearning-basedreal-timevisiblefatiguecrackgrowthdetectio摘要：航空航天和汽車工業(yè)中應(yīng)用了許多大型和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)部件。然而，在使用過程中，反復(fù)的交變或循環(huán)載荷往往會(huì)導(dǎo)致意外的疲勞斷裂。因此，開發(fā)實(shí)時(shí)可見的疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展監(jiān)測方法對結(jié)構(gòu)安全至關(guān)重要。本文提出了一種結(jié)合計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的疲勞裂紋擴(kuò)展檢測方法。在我們的模型中，計(jì)算機(jī)視覺用于數(shù)據(jù)創(chuàng)建，機(jī)器學(xué)習(xí)模型用于裂紋檢測。然后使用計(jì)算機(jī)視覺對裂...

2025

9-2

水凝膠材料拉伸疲勞性能測試系統(tǒng)與研究進(jìn)展

水凝膠材料拉伸疲勞性能測試系統(tǒng)與研究進(jìn)展一、什么是水凝膠拉伸疲勞試驗(yàn)機(jī)？它本質(zhì)上是一種動(dòng)態(tài)力學(xué)疲勞試驗(yàn)機(jī)，但其設(shè)計(jì)、精度和控制方式專門針對水凝膠這類軟、濕、易變性材料的特點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化。其核心功能是：夾持一個(gè)水凝膠樣品，以設(shè)定的頻率和幅度對其進(jìn)行成千上萬次，甚至數(shù)百萬次的反復(fù)拉伸，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測其力值和形變，從而研究其疲勞壽命和性能變化。二、為什么需要這種專門的測試？水凝膠（如用于軟骨修復(fù)、藥物載體、軟體機(jī)器人、電子皮膚的水凝膠）在實(shí)際應(yīng)用中常常處于動(dòng)態(tài)的機(jī)械環(huán)境中：*人工軟骨：...

2025

9-1

均質(zhì)化溫度對3003鋁合金微觀組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律

本研究針對商用3003鋁合金力學(xué)性能偏低的難題，系統(tǒng)深入地探討了不同均質(zhì)化溫度對其凝固行為、微觀組織演變及最終力學(xué)性能的影響機(jī)制。通過綜合運(yùn)用熱力學(xué)模擬（Scheil模型）、掃描電鏡（SEM）、電子背散射衍射（EBSD）、透射電鏡（TEM）等多種分析手段，并結(jié)合詳細(xì)的力學(xué)性能測試，揭示了微觀組織與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。核心研究發(fā)現(xiàn)：凝固行為與Mn元素的主導(dǎo)作用：3003鋁合金的非平衡凝固過程由Mn元素嚴(yán)格控制。凝固初期，固相中Mn質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.94%；當(dāng)固相分?jǐn)?shù)達(dá)到約50%時(shí)...

2025

9-1

航空航天材料腐蝕疲勞試驗(yàn)

航空航天材料腐蝕疲勞試驗(yàn)1.試驗(yàn)背景與需求飛機(jī)機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、火箭貯箱等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)在服役中同時(shí)承受高周交變載荷與腐蝕介質(zhì)（鹽霧、燃油、濕熱等）耦合作用。傳統(tǒng)“先腐蝕-后疲勞”分步評價(jià)無法還原真實(shí)損傷機(jī)制，因此需要“腐蝕-疲勞”一體化試驗(yàn)設(shè)備，能在同一工位實(shí)現(xiàn)：?高頻（1–100Hz）拉-壓/拉-扭循環(huán)加載；?實(shí)時(shí)腐蝕環(huán)境（鹽霧、酸性氣氛、高低溫濕度）的精確控制；?原位觀測裂紋萌生-擴(kuò)展過程；?超長壽命（10?–10?周次）穩(wěn)定運(yùn)行。2.凱爾測控電磁疲勞試驗(yàn)機(jī)技術(shù)定位凱爾測控電...

2025

8-28

腐蝕環(huán)境原位拉伸SEM技術(shù)，揭開微觀世界的神秘面紗

在材料科學(xué)、航空航天、能源化工和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，材料的性能直接決定著產(chǎn)品的安全與壽命。我們常常面臨一個(gè)核心挑戰(zhàn)：在苛刻的腐蝕性環(huán)境中，材料為何會(huì)過早失效？傳統(tǒng)的測試方法只能告訴我們“結(jié)果”，卻無法揭示“過程”。如今，一項(xiàng)突破性的技術(shù)——腐蝕環(huán)境原位拉伸掃描電鏡（CorrosiveEnvironmentIn-SituTensileSEM）——正將科學(xué)家們的視野帶入一個(gè)新的境界，讓我們能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)地目睹材料在應(yīng)力和腐蝕雙重夾擊下微觀結(jié)構(gòu)的演變與失效的全過程。一、什么是腐蝕環(huán)境原...