【上交大团队利用AI控制超结构裂纹发展,断裂能量密度提升超10倍,有望在汽车和航空航天等领域应用】
近期,#上海交通大学# 特种材料研究团队利用机器学习技术开发了一种创新的设计方法,实现了在微观尺度上对超结构复杂断裂行为的空间编程。
通过模仿自然界中观察到的材料宏微观断裂调控机制,不仅首次在超结构中实现可编程茹裂纹弯曲、裂纹偏转、裂尖钝化等自然界独有的断裂强化现象,还能针对指定的裂纹路径进行编程设计。
研究显示,与传统超结构相比,这些结构在断裂能量密度方面实现了高达 1235% 的显著提升,这主要得益于裂尖相互作用、裂纹屏蔽、加固桥接以及这些机制的协同作用。
材料不可预测、灾难性的断裂是长期困扰多学科领域的重大难题,由于这项技术首次利用超结构解决了工程材料在服役过程中的断裂预测与阻裂难题,其在材料、机械等多学科领域具有重要意义,并在多个工程领域展现出广泛的应用前景。
具体来说,这项技术可广泛应用于具有断裂风险的材料与结构设计领域,例如家用汽车的冲击防护、#民用航空# 的结构安全,以及#机器人# 抗冲击构件设计等。
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