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[交流]
金属材料科学与力学的未来
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| 金属材料的发展和力学的发展有着密切的联系。针对二者之间的过去，现在和未来，希望大家热情参与，谈谈自己的看法~ |
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donatello(金币+1):谢谢参与
zhyq8767(金币+1): 感谢提供信息 2012-03-04 17:38:14
donatello(金币+1):谢谢参与
zhyq8767(金币+1): 感谢提供信息 2012-03-04 17:38:14
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金属材料具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不破坏的能力。 这种能力的表现就在一些基本的力学性能指标的测定上。例如静态加载情况下的强度、塑性、硬度等，动态加载下的冲击韧性、疲劳强度等。 对于我所理解到的来看，对金属材料力学行为的研究偏宏观的还是比较多的，因为这是一个与工程应用密切相关的方向，所以鉴于其适用性、可操作性、便捷可靠的性质，一些基本的如材料的强度试验(也就是拉伸、压缩力学性能试验)、材料的硬度试验、材料的冲击性能、材料的疲劳极限的测定、疲劳曲线的测定等都是在工程设计上比较实用的实验技术。而一个新材料的产生也离不开这些基本的力学性能参数的确定，比如弹性模量的确定、泊松比的测定等等。 那么材料的这些宏观的力学行为又如何与材料学建立关系的，那就涉及到了材料的成分、组织、结构等参数，这就会涉及到金相观察、电镜扫描、无损检测等一些材料参数的测定。慢慢的就通过宏观的力学行为表现来推测这种力学行为发生的机理问题。材料的金相组织的力学行为也都是各不相同的，不同热处理以后的力学性能也是不同的，通过这样的研究我们就知道了材料的不同金相组织、不同的热处理方式对材料力学性能的影响。同时还有一种就是环境因素对材料力学行为的影响，比如复杂的服役环境、腐蚀环境(像是海水环境、输油输气的管道等)、高温环境，就发展成一个复杂环境下材料力学行为的研究，一些腐蚀疲劳力学行为的研究、氢致裂纹、氢致断裂、高温蠕变等等吧，都算是这样的一个方向。 还有一个就是比较微观的方向了，我觉得现在也算是一个比较前言的动力，那就是损伤力学。当然损伤力学的发展在20世纪的80年代就已经引入到我国了，但那时的发展仅限于损伤力学模型的建立上，仅限于材料内部损伤的形成。而最近的发展，我认为就是材料的微观组织结构与材料力学行为的性能表现的问题，将材料内部位错、夹杂、孔洞等作为一个损伤初始演化的起裂点，研究材料在外在载荷作用下的裂纹扩展、裂纹演化的规律，从材料内部机理上来解释外部宏观的力学行为表现。同时，材料内部的微结构形态对损伤的影响等等也都加入到研究的方向中来，特别是损伤的发展有随机性，所以随机损伤与材料的疲劳、断裂也都有着比较密切的联系。当然，还有一些在材料科学方向的关于损伤的研究，这里咱就不太了解了。所以，在我的看法里，对材料力学行为的微观机理研究将会是一个比较热的方向，因为到最后最微观的部分里，许多都是材料内部的演化行为，而我们现实中的许多仪器、设备都不能够观测到这些行为的变化，所以就只有从宏观的变化来反推微观的变化，并通过数学模型来赋予这些参数物理意义，从而从物理性质上来评定这种力学行为的发生机理问题。 推荐几本书得话： 杨王玥的，材料力学行为，09年的化学工业出版社的 束德林的，工程材料力学性能，机械工业出版社的。 王中光翻译过的一本书比较经典的，材料的疲劳，好像是国防工业出版社的。 张我华写过的随机损伤力学模糊随机有限元，算是比较前言的东西。 张行的，断裂与损伤力学，北航出版社的 余寿文、冯西桥的损伤力学，清华大学出版社的 黄克智、肖纪美的材料的损伤断裂机理和宏微观力学理论，这个挺经典的。 呃，大体就这些吧。这算是我认为的材料与力学之中相关联的一些东西。自己的一些理解 不过可能我的还是比较偏力学一些，而且说不定有些说法、思想之类的并不是绝对的 有一些说的不对的地方还是多多交流、指正吧。。。 [ Last edited by Dr.Z on 2012-3-4 at 17:37 ] |
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6楼2012-03-04 17:35:55
3楼2012-03-04 13:42:40
4楼2012-03-04 16:58:07
zhyq8767
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
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小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
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确实的目前金属材料力学研究多偏向于宏观性能或者宏观表现，将材料微观力学损伤变形行为与宏观性能相联系，利用各种试验和模拟手段研究材料从微观到宏观各个尺度下变形行为和变化规律是目前理论研究的一个前沿方向涉及的东西很多，包括各类设备，软件的应用，无损检测，在线实时检测等技术的发展应用，原位半原位试验设计等等诸多方面，这类问题的解决可以非常完美的揭示材料、工件、设备的服役状态以及各类的转变现象，为工程实际提供重要的基础设计及预测数据和理论指导。不过个人观点，就目前而言这类问题的研究不能仅仅局限于宏观现象的反推，因为目前很难给数值模拟技术中计算参数附以合适的物理学意义，模拟某种意义上是一个数学问题，只能最为一个参考并不是实际情况。实际情况下，尤其对于第二和第三类材料的内部应力存在很多变数，这是模拟结果难以满足的和预测的。。。。事实上个人认为，对于理论的解释应该是自洽的，内部变化规律和外部宏观表现是相互印证和补充的，这是试验分析的问题，也是未来发展的一个方向。。。。 [ 发自小木虫客户端 ] |
20楼2014-08-26 23:42:56
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2012-03-03 15:11
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donatello(金币+1):谢谢参与
支持
alexreg8楼
2013-11-18 01:01
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donatello(金币+1): 谢谢参与
yujingui15楼
2014-02-13 11:44
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zhanghan8117楼
2014-02-14 08:39
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