超高速相机揭示金属是如何失效的

物体如何变形和断裂对工程师来说是很重要的,因为这有助于他们选择和设计将要用于建造物体的材料。欧洲杯足球竞彩

阿尔托大学和坦佩雷大学的研究人员将金属合金样品拉伸到断裂点,并用超高速摄像机拍摄下来研究发生了什么。他们的发现有可能在材料变形的研究中开辟一条全新的研究方向。欧洲杯足球竞彩

当材料被拉欧洲杯足球竞彩伸一点时,它们就会膨胀,当拉伸停止时,它们又会恢复到原来的尺寸。然而,如果一种材料被拉伸了很多,它们就不会再回到原来的尺寸。这种过度拉伸被称为“塑性”变形。

欧洲杯足球竞彩已经开始塑性变形的材料,当它们被进一步拉伸时,表现出不同的行为,最终被掰成两半。有些材料—欧洲杯足球竞彩—包括用于汽车和飞机等高科技应用的轻质铝合金——在发生塑性变形时就开始不可预测地变形。研究人员感兴趣解决的具体问题被称为波特文-勒夏特列(PLC)效应,即材料变形带随着拉伸而移动。

这些带的运动导致了不可预测的变形,研究人员想要更好地了解它们是如何运动的,以便能够更好地预测这些材料是如何变形的。欧洲杯足球竞彩“这些材料是如何变形的,是有模型的,”欧洲杯足球竞彩阿尔托大学研究小组的负责人米科·阿拉瓦教授说,“但直到现在,它们都不是很有用。”

为了开发新模型,研究人员使用高速摄像机,用激光照明,拍摄样本。一旦他们收集了这些数据,他们就能看到哪些理论模型适合这些数据。他们发现,一种被称为ABBM模型的磁铁行为模型,可以用来预测材料变形时的行为。欧洲杯足球竞彩

ABBM模型是材料科学中用来描述磁体磁化强度变化的一种很好的模型欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球.“这项工作的理论艺术是认识到在ABBM模型的进化版本中,材料的哪些参数与参数一致,”阿拉瓦省教授说,“然后,通过收集大量的数据,我们能够展示该模型如何用于预测这些材料的变形。”欧洲杯足球竞彩研究结果发表在欧洲杯线上买球科学的进步

“到目前为止,实验的时间分辨率还不足以与这类模型进行比较。”主要负责这项研究的博士生Tero Mäkinen说。“变形带的运动之前已经被研究过了,尤其是在材料科学领域,但人们真的需要看到细节才能证明,在某种意义上,变形带的行为类似于磁铁。”欧洲杯线上买球

“两种明显不同的现象——磁铁磁化的变化和合金变形带的传播——可以用相同的、简单的统计物理模型来描述,这是相当了不起的。”参与这项研究的坦佩雷大学副教授Lasse Laurson说。

这项研究已经进行了很长时间“我第一次有这个想法是在2015年左右,”Alava教授解释道,但是现在该模型已被证明适用于铝合金中的PLC效应,该小组有兴趣测试它是否适用于更广泛的金属合金。“有几种不同类型的PLC带可以存在于材料中,我们已经展示了其中一种,现在我们想看看它是否适用于所有的材料。”欧洲杯足球竞彩

来源:http://www.aalto.fi/en/

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