疲劳显著影响结构的安全、稳定服役。已有实验研究表明，循环加载下，增加加载频率会减少循环过程中每圈的塑性应变累积，从而降低裂纹扩展速率。为准确描述加载频率对裂纹扩展速率的影响，考虑率相关性的循环内聚力模型得到一定发展。

金属纤维层合板(FMLs) 在航空航天、汽车等轻量化运输领域具有广阔的应用前景。FMLs在制造和服役过程中产生的缺陷和损伤可能会使其抗疲劳性能下降进而显著降低其使用寿命并增加故障概率，评估初始冲击损伤对FMLs剩余疲劳寿命的影响并深入探究影响机制对FMLs的工程应用具有重要意义。

在医学领域，外科植入物如人工关节、植入式心脏起搏器等在病患的治疗中扮演着关键的角色。这些植入物的性能与寿命直接影响到患者的健康与生活质量。因此，对它们进行外科植入物疲劳试验，以及通过这些试验进行应力分析和寿命预测，就显得尤为重要。

在一定的层错能范围内，形变孪生在面心立方结构金属和合金中是常见的。基于实验观察和模拟，研究者对位错-孪晶和孪晶-孪晶间的相互作用进行了大量深入系统的研究，并观察到孪晶-孪晶相互用作诱导的微结构转变，如二次孪晶、层错、固态非晶化和α'-马氏体相变等，其可有效松弛局部应力集中和容纳应变，进而显著影响材料的宏观力学性能。事实上，研究者在孪晶-孪晶相互用作诱导的微结构转变方面已开展了深入系统的研究，并聚焦于位错反应，阐明了微结构转变机制。

近年来，增材制造(Additive Manufacturing, AM)Ti-6Al-4V合金因其在航空航天和燃气轮机行业中的应用而受重视，其不仅具有传统制造钛合金的耐高温和高比强度等优异性能，还具备快速生产和复杂构造成形的能力。考虑到航空发动机等众多钛合金部件在高温环境高周疲劳(High Cycle Fatigue, HCF)状态下服役，深入理解钛合金在高温下疲劳行为和失效机制，对保障结构安全性和可靠性至关重要。

DIC方法可以观察到制造聚合物的断裂全过程，有助于对从起始到失效的整个断裂过程的演化规律进行直观了解。两种打印材料ABS和PET-G的拉伸测试DIC结果如图1所示。在断裂之前，两种材料在断点附近出现显著的应变集中，表明熔融沉积材料的边缘位置性质对其断裂性能影响显著。两种材料沿应变Y轴（如图1所示）的断裂应变集中点存在明显的差异性。

裂纹萌生和损伤演化是疲劳研究的一个核心科学问题，然而限于已有的研究手段，鲜有关于循环载荷作用下材料微结构特征和损伤演化的直接观测报导。

与用于日常手机和电动汽车的传统锂离子电池相比，固态电池(SSBs)具有重要的潜在优势。在这些潜在优势中，有更高的能量密度和更快的充电速度。由于没有易燃有机溶剂，固体电解质分离器还可以提供更长的寿命、更宽的工作温度和更高的安全性。SSBs的一个关键方面是其微观结构对质量传输驱动的尺寸变化(应变)的应力响应。在液体电解质电池中，正极颗粒中也存在成分应变，但在SSBs中，这些应变导致膨胀或收缩的电极颗粒与固体电解质之间的接触力学问题。在阳极侧，锂金属的电镀在与固体电解质的界面上产生了自己的复杂应力状态。SSBs的一个关键特征是，这种电镀不仅可以发生在电极-电解质界面上，而且可以发生在固体电解质本身、气孔内或沿晶界。这种受限的锂沉积形成了具有高静水压应力的区域，能够在电解质中引发破裂。尽管SSBs中的大多数故障是由机械驱动的，但大多数研究都致力于改善电解质的离子传输和电化学稳定性。为了弥补这一差距，在这篇综述中，美国橡树岭国家实验室Sergiy Kalnaus提出了SSB的力学框架，并审查了该领域的前端研究，重点是压力产生、预防和缓解的机制。相关论文以“Solid-state batteries: The critical role of mechanics"为题，发表在Science。 图片 具有高电化学稳定性的固体电解质与锂金属和离子电导率高于任何液体电解质的硫化物固体电解质的发现，促使研究界转向SSBs。尽管这些发现已经播下了SSBs可以实现快速充电和能量密度加倍的愿景，但只有充分了解电池材料的机械行为并且将多尺度力学集成到SSBs的开发中，才能实现这一承诺。 图片 固态电池的前景 开发下一代固态电池(SSBs)需要我们思考和设计材料挑战解决方案的方式发生范式转变，包括概念化电池及其接口运行的方式(图1)。采用锂金属阳极和层状氧化物或转化阴极的固态锂金属电池有可能使当今的使用液体电解质的锂离子电池的比能量几乎增加一倍。然而，存储和释放这种能量会伴随着电极的尺寸变化：阴极的晶格拉伸和扭曲以及阳极的金属锂沉积。液体电解质可以立即适应电极的体积变化，而不会在电解质中积聚应力或失去与阴极颗粒的接触。然而，当改用SSBs时，这些成分应变、它们引起的应力以及如何缓解这些应力对于电池性能至关重要。SSBs中的大多数故障首先是机械故障。SSBs的成功设计将与材料如何有效地管理这些电池中的应力和应变的演变密切相关。 要在SSBs中实现高能量，最重要的是使用锂金属阳极。从以往来看，锂金属阳极一直被认为是不安全的，因为锂沉积物有可能生长，锂沉积物会穿透电池，导致短路和随后的热失控。解决锂生长问题最有希望的解决方案是使用固态电解质(SSE)代替液体电解质，因为它具有机械抑制锂枝晶渗透的潜力。然而，原型固态锂金属电池的实际经验表明，即使是强的电解质材料，锂也具有不同寻常的渗透和破裂倾向。解决阴极-电解质界面和锂-电解质界面挑战的关键是清楚地了解涉及电池相关长度尺度、温度和应变率的所有材料的力学原理。 图片 图 1.锂金属SSBs及其相应的力学和传递现象的示意图 【SSBs中运行的压力释放机制】 由于锂传输和沉积不可避免地会产生局部应力，因此考虑锂金属和SSE中可能的应力消除机制至关重要。目标是激活非弹性或粘弹性应变以降低应力大小。这种激活机制在不同类别的固体电解质和金属锂中是不同的。固态电解质是否能够管理由氧化还原反应施加的应变引起的应力将取决于在所施加的电流密度(应变率)和工作温度下操作应力消除机制的可用性。当非弹性流无法在特定的长度和时间尺度下激活时，应力通过断裂进行释放。 图片 图 2.锂金属的长度尺度和速率依赖性力学 【陶瓷的塑性变形】 SSBs中的主要应力来源包括(i)Li镀入固体电解质中的缺陷，(ii)由于固体电解质约束的阴极颗粒膨胀而产生的应力，以及(iii)外部施加到电池上的应力(典型的应力)。SSBs工程的目标是采用能够在SSBs中可逆变形并限制应力而不产生断裂的电池材料组合。虽然通过扩散流或位错滑移来限制应力累积是金属锂的合适机制，但陶瓷电解质在室温下不会激活滑移系统，而是会断裂。在这种情况下，材料的增韧不是通过位错的产生而是通过移动现有位错来实现的。因此，关键是有意在材料中引入高位错密度，以便有可能在裂纹端周围的小体积中找到足够的位错(图 3)。 具有高抗断裂性的非晶固体电解质的一个例子是锂磷氮氧化物(Lipon)。使用这种非晶薄膜固体电解质构建的电池已成功循环超过10,000次，容量保持率为 95%，并且没有锂渗透 (6。此外，已证明电流密度高达10 mA/cm2。对无定形Lipon力学的研究有限，但表明制备成薄膜时材料坚固。Lipon具有一定程度的延展性。这种延性行为在中得到了进一步揭示，表明Lipon可以在剪切中致密和变形以降低应力强度。 图片 图 3.通过非晶材料中的致密化和剪切流动触发塑性，并通过在结晶陶瓷中引入位错来增韧，从而避免断裂 对离子传导非晶材料和玻璃的变形行为和断裂的研究相当有限。然而，在Lipon中，室温下观察到与LPS玻璃类似的部分恢复。根据分子动力学(MD)模拟，有人提出Lipon中的致密化是通过P-O-P键角的变化而发生的。这种结构变化可能是可逆粘弹性应变背后的原因。然而，由于MD方法无法实现时间尺度，模拟致密化恢复是不可行的。在不需要外部能量输入的情况下至少部分恢复致密体积的能力值得进一步研究。在循环负载下，这种部分恢复会产生类似磁滞的循环行为(图 4)。 图片 图 4. 在循环加载纳米压痕时，Lipon的形变恢复会导致类似滞后的行为 【电化学疲劳】 尽管已经在应力消除的背景下讨论了断裂，但断裂的起源通常要复杂得多。在传统结构材料中，循环应力和应变会导致损伤累积，最终导致断裂失效。活性电极材料对由主体结构中锂的重复插入和脱除引起的循环电化学负载做出响应，其方式类似于对外部机械力的循环施加的结构响应。对于阴极，由此产生的变化导致在两个不同长度和时间尺度上不可逆的损伤累积，并由不同的机制驱动：(i)多晶阴极颗粒中的晶间断裂，以及(ii)单阴极颗粒中锂化引起的位错动力学和穿晶断裂。 电极颗粒的循环电化学应变导致尺寸变化，足以扩展固体电解质和阴极活性材料之间的界面裂纹。固体电解质内可以产生额外的裂纹，作为界面裂纹的延伸或作为新的断裂表面，作为减少SSBs中大而复杂的应力的方法(图 5)。现有的实验证据表明，大多数此类界面破裂发生在第一个循环内，并导致初始容量损失。然而，这种裂纹的演变可能是一个循环过程，让人想起疲劳裂纹的扩展；目前，还没有足够的实验信息来自信地支持或拒绝这一假设。 图片 图 5.复合固态阴极的疲劳损伤 【固体电解质中的锂增长】 根据目前对固体电解质失效的理解，裂纹的形成对锂通过陶瓷电解质隔膜的扩展起着重要的作用。大多数锂诱导失效的理论处理都认为锂丝是从金属-电解质界面向电解质主体传播的(模式I降解)。然而，锂的还原和随后的锂沉积很容易发生在电解质内，远离与锂的界面(模式II降解)。最后，可以想象这样一种情况，即锂沿着多晶陶瓷电解质的晶界均匀地沉积，从而穿过电解质而不需要裂纹扩展。当电池内施加高电流密度时，这种情况可能会在泄漏电流非常高的情况下发生(图6)。 图片 图 6.锂通过固体电解质传播的示意图 【小结】 最近的研究对应变的起源以及SSBs各组成部分的应力消除机制提供了洞察力。最重要的经验之一或许是，在较小的长度范围内，锂的强度是块状锂的100多倍，因此无法放松在锂电镀过程中在界面上积累的应力。这就需要通过固体电解质释放应力，通常会导致失效。电池因锂离子扩散导致电解质破裂而失效，这是最关键的失效类型，也是最常研究的导致短路的失效类型。与突然短路相比，充放电循环下电池容量的降低虽然不那么明显，但仍具有很大的危害性，这与阴极/固体电解质界面裂纹的形成有关。这两种失效模式都与锂、固体电解质和正极活性材料的长度尺度和额定力学以及它们在不断裂的情况下耗散应变能的能力直接相关。尽管在了解这些关键材料的应力释放方面取得了很大进展，但我们的认识仍然存在很大差距。该研究对SSBs力学进行了综述，并为构思和设计机械稳健的SSBs搭建了一个总体框架，即：(i)识别和理解局部应变的来源；(ii)理解应变产生的应力，尤其是电池界面上的应力，以及电池材料如何应对应变。

刺激响应形变聚合物在软机器人、医疗设备、航空航天结构和柔性电子等新兴应用领域展现出其前景。它们的外部触发变形行为为许多设备应用提供了必需的按需可控性。但具有讽刺意味的是，在植入式医疗设备等要求苛刻的应用中，实现外部触发（例如加热或光）在实际应用中已经成为最大的挑战。某些形变聚合物依赖自然存在的刺激（例如植入式设备中的人体温度）作为触发器。虽然它们不需要外部刺激，但也失去了主动控制恢复行为的能力。自然触发但可主动控制的形变行为具有很大吸引力，然而这两个属性之间存在相互冲突。

汽车金属材料和结构的力学性能对于车辆的基本性能、安全性和耐久性至关重要。这包括材料的强度、刚度、冲击韧性、疲劳寿命、腐蚀抵抗性、重量、成本、可加工性以及隔音和吸震性能等多个方面。制造商在设计和制造过程中需要综合考虑这些因素，选择合适的材料和结构，以实现安全可靠、轻量化、高性能的汽车产品。

水凝胶是一种高分子化合物，因其在水中可以形成稠膏状或弹性丝状而得名，具有多种应用领域，比如组织工程、药物释控、软电子等领域。 水凝胶研究的背景在于，随着人们对生活品质的要求越来越高，对高效、环保可持续的产品需求也越来越大。水凝胶作为一种新型材料，在满足环保、可持续等要求的同时，还具有良好的物理化学性质，逐渐成为国内外研究热点。

本文的测量结果为人们打开了一扇大门，使大家能够以更高的光谱分辨率观察到C60同素异形体中丰富的层级突现行为。小的核自旋-旋转相互作用--例如在13C取代的C60同素异构体中--会由于“旋转能量面"极值附近的小超细分裂而产生放大效应。这种"超细"耦合可导致有限系统中自发的对称性破缺。这些见解对于利用C60的奇异取向态空间进行量子信息处理以及研究信息传播的量子到经典转变可能会很有用。最终，以更高的光谱分辨率对C60同素异形体进行光谱分析，有望揭示介观量子多体系统突发动力学的更深内涵。

随着科技的不断发展，高温下的金属材料应用越来越广泛。在航天、能源等领域中，机器和设备都需要承受高温环境带来的极大影响。因此，研究金属材料在高温下的力学性能至关重要。本文将从金属材料的高温本质讲起，通过分析金属的结构、组成和变形规律等方面探讨金属在高温下的力学性能，以及解决这些问题的一些方法。

材料如何断裂？裂纹扩展的速度有多快？这是材料科学和工程学中的一个重要问题，因为它直接影响材料的强度、韧性和可靠性。在张力作用下，材料中的应力在接近裂纹的体积中被放大，当势能超过材料的断裂能时，裂纹将向断裂传播。

锂离子电池电阻是衡量电池性能的重要的指标之一， 锂离子电池电阻的大小直接影响锂离子电池的容量、循环寿命及安全性能，影响锂离子电池电阻的因素有电极材料、配方、电解液、涂布匀浆工艺、极片电阻等 ，其中极片电阻反映了电极材料性能及配方的优劣 。

YY/T 0808-2010 血管支架体外脉动耐久性标准测试方法 ASTM F 2477-07 血管支架体外搏动耐久性测试的标准试验方法

疲劳试验耗费的时间成本是相对比较高的，每个样品都要求数百万次、千万次甚至上亿次的循环加载，而且还包含复杂的测试条件和重复验证。 对此凯尔测控创新的多样品疲劳测试解决方案大大地节约了科研人员的时间成本，可同时测试16个样品，并具有独立的精度调整。优化的设计为简化样品加载和观察提供了更大的操作空间，提高测试效率，节省时间和成本，帮助您快速和轻松地获得可靠的结果。

对于种植牙来说，种植者日复一日的咀嚼本质上就是一种循环载荷，种植牙虽然强度很高但是长期使用仍然有折断的风险，要确定种植牙的疲劳寿命，骨内牙种植体动态疲劳试验是非常有必要的。

橡胶以其高弹高耐磨特性，已广泛用于轮胎业、鞋业、输送带行业等生产工作应用。实际应用中，橡胶受力形式复杂，往往在平面内不会受单一方向的加载，单轴力学试验机对橡胶薄片的拉伸性能测试意义不大，考虑到目前市场对橡胶力学性能优化需求不断增加，橡胶双轴及平面拉伸性能测试获得了极大的关注。配合微米级视频引伸计的应变测量，双轴及平面拉伸性能测试不仅能够更好的模拟橡胶应用环境的实际工况，还可以更直观、更全面的表征橡胶各向力学性能。

凯尔测控的橡胶拉伸试验机，适用于橡胶等变形较大的柔性材料，可完成拉伸、裂纹扩展、粘合强度等试验，配备有专属的橡胶平板式样夹具非接触式和视频引伸计等，适用于变形量大的材料的力学性能检测，同时支持定制化服务，还原样品真实服役环境，可以取得伸长量、伸长率、应力、应变等测试结果及测试资料。

一、试验标准及试验名称 ◆ YY/T 0018 关节置换物 髋关节假体 ◆ YY/T 0809.4/ISO 7206-4 带柄股骨部件疲劳性能试验 ◆ YY/T 0809.6/ISO 7206-6 带柄股骨部件颈部疲劳性能试验 ◆ YY/T 0809.10/ISO 7206-10 组合式股骨头抗静载力试验

◆ YY/T 0018 关节置换物 髋关节假体 ◆ YY/T 0809.4/ISO 7206-4 带柄股骨部件疲劳性能试验 ◆ YY/T 0809.6/ISO 7206-6 带柄股骨部件颈部疲劳性能试验 ◆ YY/T 0809.10/ISO 7206-10 组合式股骨头抗静载力试验

1.椎体切除模型中脊柱植入物试验方法 2.组件及连接装置的静态及疲劳性能评价方法 3.椎间融合器力学性能试验方法

1.金属接骨螺钉轴向拔出力试验方法 2.金属接骨螺钉旋动扭矩试验方法 3.不对称螺纹和球形下表面的金属接骨螺钉 机械性能要求和试验方法 4.金属接骨螺钉自攻性能试验方法 5.外科植入物接骨板弯曲强度和刚度的测定 6.金属接骨板弯曲疲劳性能试验方法 7.金属带锁髓内钉

1.部分和全髋关节假体带柄股骨部件疲劳性能试验和性能要求 2.部分和全髋关节假体带柄股骨部件颈部疲劳性能试验和性能要求 3.股骨髁假体疲劳试验 4.全膝关节假体 胫骨托疲劳性能的测定和试验方法

椎体切除模型中脊柱植入物试验方法静态压缩弯曲：速度25mm/min 静态拉伸弯曲：速度25mm/min 静态扭转：速度60°/min，轴向力保持为0 动态压缩弯曲：应力比R≤0.1，频率≤5Hz，循环次数5000000