力學(xué)與材料行為模擬的案例
談材料力學(xué)行為研究的標(biāo)配—ABAQUS UMAT
即，通過(guò)用戶描述材料的力學(xué)行為特征，AI就可以自動(dòng)生成UMAT或者VUMAT子程序，供用戶使用。</span></p><p class="ql-align-center"><img src="https://public.fangzhenxiu.com/ueditor/20251106151144-image.png?imageView2/0" alt="image.png"> </p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">當(dāng)然，除了AI自身增強(qiáng)對(duì)力學(xué)概念的理解，還需要數(shù)據(jù)支持。無(wú)論是各種彈塑性模型還是復(fù)合材料漸進(jìn)失效模型，里面各種系數(shù)實(shí)際上是需要針對(duì)不同的材料做試驗(yàn)測(cè)試才能獲取。尤其是多種多樣的復(fù)合材料。就我所了解，德國(guó)就有將各個(gè)試驗(yàn)室和研究單位的材料本構(gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理的計(jì)劃，一旦把數(shù)據(jù)格式統(tǒng)一，隨著時(shí)間積累形成大數(shù)據(jù)庫(kù)。在AI技術(shù)的加持下，說(shuō)不定靠寫(xiě)材料本構(gòu)就能研究生畢業(yè)的情況，將一去不復(fù)返。與之相對(duì)的，做基礎(chǔ)試驗(yàn)或者尋找材料特性應(yīng)用場(chǎng)景或?qū)⒏又匾?lt;/span></p><p class="ql-align-center"><img src="https://public.fangzhenxiu.com/ueditor/20251106151153-image.png?imageView2/0" alt="image.png"><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> </span></p><p class="ql-align-justify">歡迎關(guān)注“靜界有限元”</p><p class="ql-align-justify">工作室面向在校學(xué)生、科研院所老師提供結(jié)構(gòu)有限元仿真（含二次開(kāi)發(fā)）、流體力學(xué)仿真、算法開(kāi)發(fā)、軟件開(kāi)發(fā)服務(wù)。
展開(kāi) abaqus中塑膠材料的力學(xué)行為的設(shè)定
下圖是一張傳統(tǒng)的金屬材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線。
從圖中可看出，金屬應(yīng)力應(yīng)變曲線在屈服之前都是一個(gè)穩(wěn)定的直線段，我們把0.002作為材料屈服位置,從右邊這張表格可以看出，2805這種材料信息中包含tensile modules 是2400mpa。Tensile of stress 在屈服的時(shí)候是66mpa，屈服的應(yīng)變是6.2%。現(xiàn)在我們用這個(gè)簡(jiǎn)單的公式應(yīng)力等于楊氏模數(shù)乘以應(yīng)變。你會(huì)發(fā)現(xiàn)這三個(gè)值去計(jì)算的結(jié)果是并不相等的。
如果遇到這種狀況，尤其是還差很多，一個(gè)是本來(lái)應(yīng)該是屈服強(qiáng)度是66mpa，它提供的信息算出來(lái)就是將近150mpa。那所以我們就要知道，材料在發(fā)生屈服之前，其實(shí)是一段非線性的彈性行為。那遇到這種狀況該怎么辦？
看下圖，右邊圖材料信息與上圖一致，左邊是Campusplsastics軟件找到同樣一種材料。這張圖是在不同溫度下的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線。
找到綠色曲線，也就是23度，室溫情況，跟我們的另外一個(gè)prospect 找到的資料，同樣是室溫情況下去做拉伸試驗(yàn)。可以看到它的數(shù)據(jù)是相同，就是他在屈服的時(shí)候，最大值的地方，它的應(yīng)變是6.2%，屈服應(yīng)力是66mpa。 知道他把屈服點(diǎn)定在這個(gè)位置。2400moa其實(shí)是在拉伸段一開(kāi)始的時(shí)候比較短的直線段，但是后來(lái)他就開(kāi)始發(fā)展成非線性的彈性行為。這時(shí)候我們就不能用傳統(tǒng)的那個(gè)那種彈性+塑性的方式去描述材料行為。那一般的塑膠材料還會(huì)有另外一種特性，就是它的拉伸跟壓縮的行為通常會(huì)是不一樣的。可以看下圖。
從上圖可以看出在右半側(cè)這邊是拉伸，左半邊是壓縮，同樣都5%的地方去看它的應(yīng)力會(huì)是不一樣的。它表示說(shuō)他的拉伸跟壓縮的行為是不一樣的。但是通常材料比較怕拉伸行為，所以我們做單拉實(shí)驗(yàn)，是做一個(gè)比較保守的設(shè)計(jì)。
展開(kāi) 超薄電子產(chǎn)品外殼用復(fù)合材料動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)行為特征及其失效機(jī)理研究
圖1 消費(fèi)電子產(chǎn)品
聚碳酸酯（PC）及其復(fù)合材料因其優(yōu)異的綜合性能，已成為高端電子產(chǎn)品外殼的首選材料。然而，該復(fù)合材料在服役時(shí)極易受到較強(qiáng)的沖擊載荷，因此，掌握纖維增強(qiáng) PC 復(fù)合材料在寬應(yīng)變率范圍內(nèi)的力學(xué)行為特征和失效機(jī)理顯得尤為重要。
本文使用注塑成型工藝制備玻璃纖維增強(qiáng) PC 復(fù)合材料，在 0.001～ 1000 s-1應(yīng)變率范圍內(nèi)開(kāi)展纖維方向不同的玻璃纖維增強(qiáng)PC復(fù)合材料的拉伸力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)研究，并結(jié)合掃描電鏡對(duì)材料的失效機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)分析。
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樣品制備
實(shí)驗(yàn)采用與商業(yè)化電子產(chǎn)品外殼相同的制備工藝——注塑成型，確保材料微觀結(jié)構(gòu)與實(shí)際產(chǎn)品一致。材料體系為短玻璃纖維增強(qiáng)PC復(fù)合材料，玻璃纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，纖維長(zhǎng)度控制在0.1-0.2mm。
制備的平板試樣厚度控制在2.0mm，隨后按0°（流動(dòng)方向）、45°和90°（垂直流動(dòng)方向）三個(gè)方向切割成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試試樣，模擬外殼注塑成型后不同位置的纖維取向狀態(tài)。
圖2 拉伸試件的加工及試件尺寸（單位：mm）
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評(píng)價(jià)方法設(shè)計(jì)
不同應(yīng)變率下的拉伸實(shí)驗(yàn)均在室溫下進(jìn)行。
準(zhǔn)靜態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)在電子萬(wàn)能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)上（圖3）開(kāi)展，試件標(biāo)距段長(zhǎng)度為 7 mm，因此，設(shè)置拉伸速率為 0.007 mm/s。
圖3 25t電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)
中應(yīng)變率拉伸實(shí)驗(yàn)設(shè)備為高速拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)（圖4），設(shè)置拉伸速率為 7 mm/s。
圖4 高速拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)
動(dòng)態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)在分離式霍普金森桿裝置（見(jiàn)圖 5）上開(kāi)展。動(dòng)態(tài)拉伸實(shí)驗(yàn)中，采用高強(qiáng)度粘膠將試件粘貼于入射桿和透射桿之間，氣室中的壓縮氣體推動(dòng)炮管內(nèi)圓環(huán)管，圓環(huán)管撞擊入射桿端部的法蘭盤(pán)，在入射桿內(nèi)部產(chǎn)生拉伸應(yīng)力波。
展開(kāi) ：界面接觸力學(xué)與潤(rùn)滑行為的科學(xué)詮釋 - 仿生自適應(yīng)潤(rùn)滑調(diào)控材料
軟物質(zhì)濕滑材料在受力剪切條件下通常會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的彈性變形，這不僅對(duì)滑動(dòng)界面實(shí)現(xiàn)低摩擦狀態(tài)不利，而且會(huì)引起材料力學(xué)疲勞甚至結(jié)構(gòu)破壞，加速磨損的產(chǎn)生。在確保界面高度水化的條件下，如何抵制軟物質(zhì)材料的彈性變形，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑、承載和抗磨的統(tǒng)一，對(duì)于認(rèn)識(shí)界面接觸力學(xué)與潤(rùn)滑行為的科學(xué)關(guān)系以及開(kāi)發(fā)仿生智能軟體機(jī)器人具有重要意義。
自然界中，很多生物體的軟組織或器官進(jìn)化出了具有力學(xué)模量動(dòng)態(tài)可調(diào)控特征的先進(jìn)機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)界面接觸狀態(tài)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變，以滿足運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)不同界面摩擦/潤(rùn)滑量級(jí)的需求。以鯰魚(yú)為例，其表面通常展現(xiàn)出濕滑的特性（親水的天然大分子層），在我們意識(shí)里面應(yīng)該很難抓住它。事實(shí)上，在鯰魚(yú)處于平靜狀態(tài)時(shí)，我們?nèi)匀荒軌蚝苋菀椎赜檬肿プ∷Ｈ欢坏T魚(yú)發(fā)生掙扎，其將很容易從我們手中掙脫掉；此時(shí)，我們會(huì)感觸到魚(yú)皮表面進(jìn)入了一種硬化和超滑的狀態(tài)；這主要是因?yàn)轹T魚(yú)受到外界刺激時(shí)，肌肉系統(tǒng)應(yīng)激發(fā)生了快速硬化，導(dǎo)致手掌和魚(yú)皮表面接觸點(diǎn)大幅度減小，摩擦力顯著降低。
最近，受鯰魚(yú)肌肉硬化觸發(fā)的潤(rùn)滑轉(zhuǎn)變行為啟發(fā)，中科院蘭州化學(xué)物理研究所周峰/麻拴紅團(tuán)隊(duì)，報(bào)告了一種新型的模量自適應(yīng)潤(rùn)滑水凝膠材料，該材料由幾十微米厚度的表面聚電解質(zhì)親水潤(rùn)滑層（模擬鯰魚(yú)濕滑的表皮）和具有熱觸發(fā)相變特征的底部水凝膠承載層（模擬鯰魚(yú)的肌肉單元）組成。科研人員通過(guò)球-盤(pán)往復(fù)滑動(dòng)摩擦測(cè)試方式驗(yàn)證了制備材料的智能潤(rùn)滑調(diào)控行為。低溫條件下，材料處于軟質(zhì)凝膠態(tài)（模量：~0.3 MPa），盡管潤(rùn)滑層處于高度水化狀態(tài)，滑動(dòng)剪切仍然會(huì)引起材料的嚴(yán)重彈性畸變，此時(shí)摩擦對(duì)偶與材料表面接觸充分，使得界面摩擦系數(shù)較大（μ~0.37）。
展開(kāi) 
Abaqus 通過(guò)VUMAT子程序模擬復(fù)合材料的低速?zèng)_擊行為
徐穎, 溫衛(wèi)東與崔海坡, 復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊逐漸累積損傷預(yù)測(cè)方法. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2006(01): 第77-81頁(yè).
[2]. 王躍全, 童明波與朱書(shū)華, 三維復(fù)合材料層合板漸進(jìn)損傷非線性分析模型. 復(fù)合材料學(xué)報(bào), 2009(05): 第159-166頁(yè).
Abaqus 通過(guò)VUMAT子程序模擬復(fù)合材料的低速?zèng)_擊行為
徐穎, 溫衛(wèi)東與崔海坡, 復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊逐漸累積損傷預(yù)測(cè)方法. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2006(01): 第77-81頁(yè).
[2]. 王躍全, 童明波與朱書(shū)華, 三維復(fù)合材料層合板漸進(jìn)損傷非線性分析模型. 復(fù)合材料學(xué)報(bào), 2009(05): 第159-166頁(yè).
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低維非晶材料動(dòng)力學(xué)行為研究新進(jìn)展 附材料的動(dòng)力學(xué)行為張慶明下載
作為目前已經(jīng)被大量市場(chǎng)化的應(yīng)用材料，低維材料表現(xiàn)出各種優(yōu)異性能，在半導(dǎo)體、光學(xué)、醫(yī)藥、能源、信息技術(shù)等領(lǐng)域及人們?nèi)粘Ｉ钣闷分卸及缪葜匾慕巧Ｍ瑫r(shí)凝聚態(tài)物理諸多前沿問(wèn)題也都與低維材料及其制備工藝息息相關(guān)。然而，目前對(duì)于低維非晶材料的研究及相關(guān)報(bào)道還很少。2007年，Ediger利用薄膜沉積技術(shù)獲得了超穩(wěn)玻璃，2008年Forrest發(fā)現(xiàn)玻璃表面具有類液體性質(zhì)(49)，此后非晶薄膜與表面的研究逐漸得到了研究者們的關(guān)注。由于對(duì)納米非晶顆粒的動(dòng)力學(xué)特征以及與其相似尺度的晶體材料的差異研究很少，因此，低維非晶材料動(dòng)力學(xué)行為研究對(duì)認(rèn)識(shí)非晶基本科學(xué)問(wèn)題如玻璃轉(zhuǎn)變、力學(xué)行為具有重要意義。
最近，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心汪衛(wèi)華研究組在低維非晶顆粒動(dòng)力學(xué)研究中取得進(jìn)展，博士生曹乘榕等在研究員白海洋的指導(dǎo)下，和谷林研究組合作，通過(guò)PLD在非晶氮化硅襯底上沉積Pd80Si20超薄膜，形成不同尺寸的PdSi納米顆粒（如圖1所示）。在電子束輻照條件下，通過(guò)高分辨透射電鏡和球差電鏡原位觀測(cè)，實(shí)時(shí)觀測(cè)到這種納米顆粒逐漸開(kāi)始隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，并在顆粒間距小于1nm時(shí)發(fā)生顆粒之間的碰撞融合，整個(gè)過(guò)程僅在數(shù)秒至幾十秒內(nèi)完成，如圖2所示。根據(jù)納米顆粒合并過(guò)程的觀察時(shí)間t，利用顆粒融合模型：τ=ηd/γ，估算出納米顆粒的粘度值η，τ為合并弛豫時(shí)間，γ為顆粒表面能，d為顆粒直徑。研究發(fā)現(xiàn)納米顆粒粘度與直徑有冪律關(guān)系：η∝d4.2。圖3和圖4展示了非晶顆粒、晶體顆粒及非晶-晶體顆粒合并過(guò)程中動(dòng)力學(xué)差異對(duì)比。可以看出相同尺寸的非晶顆粒在80秒內(nèi)完成了整個(gè)合并過(guò)程，但晶態(tài)顆粒到100秒時(shí)仍未完全合并，從而觀測(cè)到非晶顆粒具有比晶態(tài)顆粒更高的動(dòng)力學(xué)活性。
展開(kāi) 材料力學(xué)性能原子模擬
材料力學(xué)性能原子模擬
直播預(yù)告 | 如何在力學(xué)仿真中模擬高速?zèng)_擊對(duì)材料的破壞？
背景
為了確保汽車行駛的安全性，在汽車開(kāi)發(fā)過(guò)程中需認(rèn)真考察用于內(nèi)外飾生產(chǎn)的塑料材料的常溫和低溫韌性，以避免高分子內(nèi)外飾部件在碰撞過(guò)程中產(chǎn)生碎片，危及駕乘人員的安全。
汽車開(kāi)發(fā)材料階段，企業(yè)很難去通過(guò)總成或整車爆破實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己的材料，而傳統(tǒng)的懸臂梁沖擊和簡(jiǎn)支梁沖擊，并不能很好的模擬汽車爆破時(shí)高速要求，多軸沖擊強(qiáng)度評(píng)價(jià)（Determination of puncture impact behaviour）是一種高速多軸沖擊模式，能模擬高速?zèng)_擊破壞形式，根據(jù)產(chǎn)品的功能要求選擇對(duì)應(yīng)的材料試驗(yàn)溫度，用高速行駛的落錘沖擊材料樣板，根據(jù)設(shè)備采集的曲線以及材料樣板的斷裂方式，來(lái)確定材料在此溫度和速度下的沖擊韌性。
多軸沖擊對(duì)材料的要求比較嚴(yán)格，對(duì)于汽車行業(yè)而言，為確保整車的安全性，常會(huì)采用多軸沖擊對(duì)由高分子材料制成的塑料件進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)模擬汽車的碰撞情況，檢驗(yàn)內(nèi)外飾材料在受到強(qiáng)大沖擊力或破壞力時(shí)的表現(xiàn)，從而避免零件在實(shí)際碰撞過(guò)程中產(chǎn)生尖銳的碎片或斷裂，進(jìn)而危及駕乘人員的安全。
出于對(duì)我們自身安全性的考慮，更多關(guān)于多軸沖擊的內(nèi)容，本周四，我們特別邀請(qǐng)國(guó)高材分析測(cè)試中心資深工程師——陳濤，為我們分享《高端力學(xué)性能測(cè)試系列之—多軸沖擊》》
同時(shí)，我們?yōu)閰⑴c直播的朋友，在直播間準(zhǔn)備更多驚喜好禮，等你來(lái)揭曉！~
講師介紹：陳濤
負(fù)責(zé)高分子材料分析測(cè)試研究工作，在高分子材料力學(xué)、熱學(xué)、阻燃性能等方面經(jīng)驗(yàn)豐富，致力于機(jī)械可靠性（疲勞、蠕變等）和力學(xué)仿真數(shù)據(jù)方面的研究。
自2016年加入國(guó)高材，共申請(qǐng)3篇發(fā)明專利，2篇實(shí)用新型專利，發(fā)表外部論文3篇，有豐富的材料測(cè)試、數(shù)據(jù)處理和仿真對(duì)標(biāo)經(jīng)驗(yàn)，為客戶提供專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)百余次，輸送內(nèi)部技術(shù)文章近30余篇。
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材料力學(xué)頂刊！雙晶納米壓痕的多尺度位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)模擬研究
納米壓痕是研究材料在微納米尺度下力學(xué)響應(yīng)的有效手段，通過(guò)納米壓痕可以獲得材料的硬度、彈性模量、屈服強(qiáng)度和硬化指數(shù)等重要力學(xué)參量。晶界在金屬材料的塑性變形機(jī)理及其力學(xué)性能中扮演著重要角色，尤其是對(duì)于小尺度材料。雙晶納米壓痕是研究晶界對(duì)材料力學(xué)行為影響的重要手段之一。目前實(shí)驗(yàn)手段難以獲取材料在壓痕過(guò)程中位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的演化信息，而多尺度位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)模擬可以有效地獲取和分析材料在塑性變形過(guò)程中位錯(cuò)的演化特征，適用于研究納米壓痕這種與位錯(cuò)等微結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)。目前多尺度位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)壓痕模擬主要集中在二維模型上，三維單晶模型較少，而三維雙晶模型還未見(jiàn)報(bào)道。
近日，西南交通大學(xué)力學(xué)與工程學(xué)院張旭研究組與德國(guó)埃爾朗根-紐倫堡大學(xué)Michael Zaiser教授（西南交通大學(xué)“海外名師項(xiàng)目”專家）合作開(kāi)展研究，論文第一作者碩士研究生陸宋江通過(guò)在三維單晶多尺度框架的基礎(chǔ)上引入可穿透晶界模型開(kāi)展雙晶納米壓痕模擬，研究位錯(cuò)與晶界的交互作用機(jī)理及晶界對(duì)壓痕響應(yīng)的影響，建立了基于位錯(cuò)塞積理論的壓痕尺寸依賴性模型，并從位錯(cuò)結(jié)構(gòu)演化信息分析了相關(guān)雙晶壓痕響應(yīng)的內(nèi)在機(jī)理。相關(guān)研究成果已在線發(fā)表在材料力學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Journal of the Mechanicsand Physics of Solids》（力學(xué)小區(qū)1區(qū)，IF=3.566）。
論文鏈接
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022509618308950
傳統(tǒng)離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)很難處理壓痕等復(fù)雜的邊界條件問(wèn)題，而通過(guò)離散位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)（DDD）與有限元耦合的多尺度方法是解決這一難題的有效途徑。因此，該研究采用多尺度位錯(cuò)動(dòng)力學(xué)框架來(lái)模擬壓痕問(wèn)題。
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<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202505/attachment/4357e76cf82148d19ea20bb5c10420b7.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202505/attachment/4357e76cf82148d19ea20bb5c10420b7.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202505/attachment/4357e76cf82148d19ea20bb5c10420b7.png?
展開(kāi) Chaboche各向同性非線性隨動(dòng)硬化行為的材料本構(gòu)模型計(jì)算matlab程序 ￥475
Chanboche模型是一種用于描述材料各向同性非線性隨動(dòng)硬化行為的材料本構(gòu)模型。該模型由Chanboche在1981年提出，其基本形式包括各向同性部分和隨動(dòng)硬化本構(gòu)部分。
具體而言，Chanboche模型各向同性本構(gòu)部分可以用以下方程表示：
dR(p)=b(Q-R)dp
非線性隨動(dòng)硬化模型可以用以下方程表示：
dx=(2/3)cdεp-rxdp
本程序已經(jīng)在上一個(gè)帖子基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善，實(shí)現(xiàn)可直接輸入試驗(yàn)拉伸循環(huán)曲線，計(jì)算本構(gòu)參數(shù)，黑色線為計(jì)算結(jié)果，紅色為試驗(yàn)循環(huán)拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線。
第七屆全國(guó)顆粒材料計(jì)算力學(xué)會(huì)議召開(kāi)，DEMms多尺度離散模擬軟件受關(guān)注
<p>近日，第七屆全國(guó)顆粒材料計(jì)算力學(xué)會(huì)議暨第四屆計(jì)算顆粒技術(shù)國(guó)際研討會(huì)在南京召開(kāi)。會(huì)議聚焦顆粒材料的力學(xué)理論及模型、計(jì)算分析與軟件開(kāi)發(fā)、工程應(yīng)用和相關(guān)前沿方向中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題和難點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題，開(kāi)展廣泛的學(xué)術(shù)交流和討論。</p><p><img src="https://article.biliimg.com/bfs/new_dyn/c44c96869bf9191c7e87746b3a141cec556101746.png@.webp" alt="read-normal-img"></p><p>會(huì)議期間，積鼎科技展示了其戰(zhàn)略合作伙伴中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所介科學(xué)研究部開(kāi)發(fā)的DEMms（Multi-scale Discrete Element Method for Multi-phase Systems）多尺度離散模擬軟件，向與會(huì)者介紹了該軟件在科研與工程領(lǐng)域的卓越性能和應(yīng)用前景。</p><p><br></p><p><strong>DEMms多尺度離散模擬軟件</strong></p><p>DEMms軟件是一款面向顆粒、散料和多相體系大規(guī)模模擬的專業(yè)軟件，能夠充分利用CPU、GPU等多種計(jì)算資源，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模異構(gòu)并行計(jì)算。該軟件耦合了獨(dú)特的顆粒粗粒化模型與流固耦合方法，能高效對(duì)接多種開(kāi)源流動(dòng)求解器，具備長(zhǎng)時(shí)間或準(zhǔn)實(shí)時(shí)模擬流動(dòng)、傳遞和反應(yīng)耦合的工業(yè)過(guò)程的能力，為虛擬工廠和高水平數(shù)字孿生的建立提供有力手段。
展開(kāi) 今日香港城大Science：多組分金屬間納米粒子和復(fù)雜合金的優(yōu)良力學(xué)行為
【引言】
具有千兆帕斯卡強(qiáng)度和大延展性的高性能材料非常適合提高工程可靠性和能源效率，以及減少材料生產(chǎn)中的CO2排放。然而，由于強(qiáng)度和延展性的相互排斥關(guān)系，開(kāi)發(fā)具有顯著提高強(qiáng)度和延展性的先進(jìn)材料是非常具有挑戰(zhàn)性的。單相合金通常表現(xiàn)出良好的延展性，但強(qiáng)度相對(duì)較低。納米孿晶和相變誘導(dǎo)馬氏體的引入已經(jīng)顯示出它們能夠共同增加強(qiáng)度。然而，從這些方法獲得的屈服強(qiáng)度仍然是有限的，這通常不足以用于結(jié)構(gòu)應(yīng)用。第二相金屬間化合物（IMCs）是提高合金強(qiáng)度的有效途徑；然而，大多數(shù)具有原子有序結(jié)構(gòu)的IMCs本質(zhì)上是脆性的。通過(guò)引入高密度IMCs增加千兆帕斯卡強(qiáng)度必然會(huì)降低對(duì)斷裂的抵抗力。高活性元素，如Ni3Al金屬間相中的Al，也會(huì)增加這些金屬間化合物對(duì)潮濕環(huán)境脆化的敏感性，并進(jìn)一步降低其拉伸延展性。此外，IMCs的微觀結(jié)構(gòu)不均勻性往往會(huì)引入局部應(yīng)力-應(yīng)變集中，并在負(fù)載下觸發(fā)微裂紋。因此，塑性失穩(wěn)的早期發(fā)生會(huì)導(dǎo)致這些材料的災(zāi)難性故障。
【成果簡(jiǎn)介】
今日，在香港城市大學(xué)劉錦川教授（通訊作者）團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下，與香港理工大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院金屬研究所和中南大學(xué)合作，在基于單主元合金系統(tǒng)的合金設(shè)計(jì)無(wú)法突破這一棘手的難題下（進(jìn)一步優(yōu)化合金化學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)的能力有限），團(tuán)隊(duì)最近提出的多元素合金系統(tǒng)的冶金設(shè)計(jì)為緩解這些問(wèn)題提供了一條有希望的途徑。在這項(xiàng)研究中，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新的設(shè)計(jì)策略，以消除千兆帕斯卡強(qiáng)度合金的延性損失。
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