力學性能表征
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
力學性能表征的視頻教程
abaqus木材力學性能建模及分析
本教程比較詳細，不止適用于對木材力學性能分析有需求的童鞋，同樣適用于對Hypermesh網格劃分、abaqus建模分析、abaqus各向異性等方面有需求的童鞋。
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ABAQUS力學性能試驗仿真教學+實驗數據庫
盾構隧道復合式密封墊壓縮變形分析：使用ABAQUS的動力顯示分析，模擬了橡膠材料三元乙丙和遇水膨脹橡膠的壓縮模擬（Mooney-Rivlin），并對后處理及數據提取進行了詳細的介紹，與試驗數據進行了對比，模擬效果較好，誤差僅為3.31%。 附件包括cae和inp模型。
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基于abaqus的形狀記憶合金力學性能的有限元分析
材性實驗在華南理工大學力學實驗室的INSTRON5567萬能電子試驗機上進行，實驗時環境溫度為25℃，高于奧氏體結束溫度，故該NiTi絲在該實驗溫度下具有超彈性。 材料參數見帖子“基于abaqus的形狀記憶合金力學性能的有限元分析”
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力學性能表征的實例教程
近日，中國科學院深圳先進技術研究院納米調控與生物力學研究室在多鐵材料納米力學性能表征領域
取得重要進展，提出了一種能夠同時表征多鐵納米材料納米尺度壓電性能和力學性能的技術。相關成果發表在固體力學頂級期刊Journal of the Mechanics and Physics of Solids（
一區，影響因子3.566）上。論文第一作者是深圳先進院客座博士研究生朱慶豐。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022509618310160?via%3Dihub
多鐵材料是一種同時具有鐵彈、鐵電、鐵磁兩種或兩種以上序參數耦合的多功能材料。多鐵磁電材料能展現出獨特的磁電耦合效應，其在傳感器、多態存儲、自旋電子器件等領域具有廣闊的應用前景。多鐵納米材料由于能夠促進電子器件的多功能化、集成化及微型化，近年來受到廣泛的關注和研究。
多鐵納米材料器件應用時，其納米尺度力學和壓電性能起著至關重要的作用，一方面是由于磁電耦合效應源于復合材料內部應力的傳遞，另一方面這一應力也可能會導致材料的疲勞甚至損壞，直接關聯著器件的性能。因此，用納米尺度同時表征多鐵復合材料力學和壓電性，既是理解多鐵復合材料磁電耦合行為的關鍵，又是優化增強復合材料磁電耦合性能的基礎，然而當前缺乏相應的表征技術。
展開 三維編織復合材料作為一種新型的復合材料, 由于它具有整體異形性和三維預制體制造等優點和靈活的性能可設計性, 在國內外航空、航天等領域得到了廣泛的應用。近 20 年, 國內很多科研機構都對對三維編織復合材料力學性能開展了系列研究。
三維四向編織復合材料克服了傳統層合復合材料的分層開裂敏感、抗沖擊損傷性能差等缺點, 厚度方向強度得到了很大提高, 但同時面內性能有所下降。為了提高三維編織復合材料的縱向性能, 發展了三維五向編織復合材料。
三維五向編織結構是在基本的三維四向編織結構基礎上, 在編織過程中引入沿編織成型方向不動的紗線而形成的一種新的整體編織結構。在三維四向編織結構中, 所有的編織紗線均與編織成型方向有一個夾角,共有四種空間傾斜方向, 部分紗線通過了材料的厚度方向, 有效提高了材料厚度方向的性能, 但是, 同時使材料的面內性能有所下降。而在三維五向編織結構中, 除了有四組傾斜分布的編織紗線以外, 還有一組沿材料縱向 (編織成型方向或第五向) 分布的紗線。縱向紗線幾乎處于伸直狀態, 可以改善材料縱向性能。
三維四向編織、三維五向編織示意圖
三維編織材料的性能表及測試方法都未形成成熟的標準, 需要進一步進行研究探討。下面將通過Digimat-FE對三維五向編織進行建模，通過Digimat-FE計算三維五向編織材料的工程常數，以實現通過仿真對三維五向編織材料性能的預測。
首先，在Digimat-FE中定義材料屬性。分別包括基材與纖維特性
接下來定義每相特性與RVE特性，
最終就可以生成三維五向編織的RVE模型如下圖所示
然后對模型進行像素網格劃分
選擇計算工程常數
最終可計算出工程常數
從上述過程可以看到，通過Digimat-FE我們可以很方便的對三維編織材料的力學性能進行表征。
展開 性能表征
材料的防腐蝕性能
1、電化學阻抗譜
效果：得到材料的電容、電阻、電感等信息，獲得材料的防腐蝕機理
需要注意的問題：保證基材的面積固定
2、極化曲線
效果：獲得材料腐蝕時的腐蝕電流密度、極化電阻、腐蝕電位、腐蝕速率等信息
需要注意的問題：保證基材的面積固定
3、鹽霧試驗
效果：加速試驗，獲得材料耐腐蝕的耐久性
需要注意的問題：注意鹽水濃度的變化
表征材料導電性
儀器：四探針
效果：測試膜或者塊體的導電性
表征材料親水（其他溶劑）性
儀器：接觸角測量儀
效果：測試材料表面張力，接觸角等
表征膠體體系穩定性
儀器：zeta電位儀
材料表征：涂層（薄膜）耐磨性
表征方式：銷盤摩擦磨損儀
效果：測試一定載荷和時間下摩擦系數變化并結合表面形貌分析磨損機理。
材料表征：涂層（薄膜）結合力
表征方式：劃痕儀
效果：測試薄膜與基體之間的結合強度，需要結合劃痕形貌、聲發射圖譜和摩擦系數變化綜合評定。
展開 喜訊：
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金屬材料激光增材制造(俗稱金屬3D打印)技術，是一種采用高功率激光對金屬粉末/絲材進行逐層熔化/ 凝固堆積,進而形成高致密性和高性能的整體金屬構件的近凈成形制造技術。其后續機械加工余量小、材料利用率高、周期短、成本低，同時大功率激光可制備難熔金屬構件，且可以根據零件的工作條件和服役性能要求,改變局部激光熔化沉積材料的化學成分和顯微組織,實現多相合金、梯度材料的近凈成形。多相合金材料及梯度材料的綜合力學性能往往取決于其單相或單組分的力學性能。然而，通常增材制造材料的組織結構復雜并且晶粒尺寸極小，傳統辦法很難精細表征每一相的力學性能。因此，準確表征增材制造材料微觀尺度下相或組元的力學性能，對于理解并調控結構件整體的力學性能具有重要意義。
南極熊3D打印網獲悉，近期，加拿大多倫多大學材料系鄒宇教授課題組（https://mse.utoronto.ca/faculty-staff/professors/zou-yu/）與北京航空航天大學大型金屬構件增材制造國家工程實驗室合作采用高速納米壓痕技術（1個壓痕/約1秒）對3D打印雙相鈦合金（TA15, Ti-6Al-2Zr-Mo-V）和γ-TiAl/Ti2AlNb梯度材料進行了高通量力學表征 （硬度H和彈性模量E）[1] [2]。圖1是3D打印示意圖和納米壓痕實驗圖。
展開 作者：江蘇威拉里——魏放
金屬粉末粒度檢測通常使用激光粒度儀，其原理是采用米氏散射原理，通過顆粒的衍射或散射光的空間分布來分析顆粒大小。由于粒度儀品牌眾多，其檢測結果也有差異。本文將選取目前主流激光粒度儀丹東百特9300st和馬爾文3000進行對比，所選取的粉末種類有模具鋼18Ni300、CX，高溫合金GH4169、GH3536、GH3625和Al基粉末AlSi10Mg，主要測試兩種激光粒度儀對打印段粉末15-53um檢測結果的差異。
表1 設備基本參數表
粉末基體
馬爾文3000
丹東百特9000ST
顆粒折射率
顆粒吸收率
顆粒折射率
顆粒吸收率
Ni基
1.96
0.1
1.98
1
Fe基
2.9
0.1
2.86
1
Al基
2.5
3.0
2.5
3
馬爾文3000激光粒度儀和丹東百特9000ST激光粒度儀基本參數設置如表1所示。兩臺設備的顆粒折射率設置差別不大，鎳基和鐵基顆粒吸收率不同，但由于這兩種基體粉末的顏色為深灰色，所以顆粒吸收率設置在0.1-1之間均在允許范圍之內，不會對結果產生太大的影響。
圖1 馬爾文和百特粒度儀對不同基體粉末檢測結果
通過實驗結果可知，兩種設備對Fe基、Ni基和Al基三種粉末中的D(10)和D(50)檢測結果偏差相差不大，但是D（90）偏差值因基體而定。Fe
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在顯示屏全貼合制造過程中，Mura（顯示不均）是一個常見的外觀不良現象。具體表現為在低灰階畫面下，屏幕出現局部亮暗不均、色斑或條紋，嚴重影響視覺體驗與產品質感。本文將從Mura的成因出發，探討其與OCA（光學膠）力學性能之間的關系，并提出基于材料力學測試的改善思路。
Mura的成因與
應力來源
01
PART
汽車門鎖作為汽車被動安全體系的核心部件，其性能可靠性直接關乎駕乘人員的生命安全，而極端溫度環境下的力學性能表現，更是衡量門鎖品質的關鍵指標。在汽車產業對零部件測試要求日益嚴苛的當下，北京沃華慧通測控技術有限公司推出的汽車門鎖測試系統（高低溫環境），以專業的測試方案、精準的技術參數和貼合國標要求的設計，為汽車門鎖的力學性能檢測提供了智能化解決方案，成為汽車零部件檢測領域的重要利器。
設備整體設計
近些年來，利用定量核磁技術對高分子材料微觀結構標準中得到了越來越廣泛的應用。定量核磁的原理是什么？具體的操作流程如何？在材料結構表征中具體如何應用？本文將通過一個雙鏈催化劑來控制聚乙烯中的長鏈支化度，進而影響材料宏觀物理性能的案例，來介紹定量核磁（QNMR）的作用。
定量核磁（QNMR）的原理
NMR定量分析是通過比較不同的吸收峰強度實現的。在進行定量分析時，對于確定的質子
復合材料的力學性能指標與其 “多相、各向異性” 的結構特性密切相關，需針對性評估其承載、變形、斷裂等核心能力；而力學測試則需結合材料特性（如纖維方向、基體類型）和應用場景（如航空、建筑）選擇標準方法，確保數據的準確性和工程適用性。
一、復合材料常用的力學性能指標
復合材料的力學性能指標通常分為基本性能、剛度性能、強度性能和疲勞/斷裂性能。
1、基本性能
纖維體積含量（Fiber
近些年來，利用定量核磁技術對高分子材料微觀結構標準中得到了越來越廣泛的應用。定量核磁的原理是什么？具體的操作流程如何？在材料結構表征中具體如何應用？本文將通過一個雙鏈催化劑來控制聚乙烯中的長鏈支化度，進而影響材料宏觀物理性能的案例，來介紹定量核磁（QNMR）的作用。
定量核磁（QNMR）的原理
NMR定量分析是通過比較不同的吸收峰強度實現的。在進行定量分析時，對于確定的質子
gradient nano-grained metals using crystal plasticity finite element simulations》
推薦理由：兩篇文章使用了類似的研究方法，通過構建具有梯度分布的晶粒模型，基于原始的唯象晶體塑性模型進行修改，將初始屈服，硬化模量，飽和強度，以及率相關系數構造為晶粒尺寸的函數，實現建立具有尺寸效應的多晶本構模型，這對目前金屬梯度結構介觀尺度下力學性能的表征具有一定的啟發性
在高分子材料的研發、生產與質量控制過程中，機械性能測試是評估材料性能的關鍵環節。拉伸強度、斷裂伸長率、缺口沖擊強度等指標能直觀反映材料的力學特性，這些數據直接影響產品設計、工藝優化和質量判定。然而，許多實驗室在實際測試中常面臨一個共性難題：測試結果的重復性差。同一材料、相同測試項目，多次檢測數據卻差異顯著。這種波動不僅延誤研發進度，更可能引發質量誤判。究其原因，除了設備精度、環境溫濕度、人員操作等顯性因素
復合材料扭力測試力學性能研究10個月前
在材料科學與工程領域，復合材料憑借其優異的比強度、比剛度以及可設計性等特點，被廣泛應用于航空航天、汽車制造、新能源等諸多關鍵行業。而在這些應用場景中，復合材料部件往往需要承受不同程度的扭矩作用，其抗扭力學性能直接關系到整個結構的安全性與可靠性。因此，開展復合材料扭力測試力學性能研究具有至關重要的現實意義。
復合材料扭力測試力學性能研究涵蓋多個方面的關鍵內容。首先是測試方法的選擇與優化
在汽車智能化與電動化的發展浪潮中，物理按鍵作為汽車人機交互系統的重要組成部分，其性能直接關系到用戶操作的便捷性與駕駛安全性。盡管車載觸控屏逐漸普及，但物理按鍵在駕駛過程中具有盲操作準確、反饋直接等不可替代的優勢。因此，對汽車物理按鍵進行全面、科學的測試，確保其在各種工況下的穩定性能，成為提升汽車整體品質的關鍵環節。
一、功能測試
（一）基礎功能驗證
汽車物理按鍵的基礎功能驗證是測試的首要環節
后續通過研究交聯密度與力學性能之間的關系，建立交聯密度與力學性能參量之間的相關性方程，以交聯密度表征力學性能，可以大幅減少老化過程中力學性能測試的樣品量，降低試驗成本及安全風險。
