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Hutchinson及其團隊所進行的這項研究是此類研究中的第一次，其重點研究了被稱為無沉淀帶(PFZs)的疲勞的潛在原因。這些薄弱環(huán)節(jié)是通過交替應(yīng)力在鋁合金中形成的，一開始只是微小的塑性點，然后會在最終使材料破裂之前形成裂縫。

Hutchinson和他的工程師團隊試圖通過利用在交替應(yīng)力中產(chǎn)生的機械能來干預(yù)這一過程的早期階段。具體點來說，該團隊想出了一種方法來捕獲應(yīng)力作用于材料時形成的新粒子，然后利用這些粒子來加強薄弱環(huán)節(jié)從而顯著推遲裂縫的出現(xiàn)。

這是通過一個“訓(xùn)練”過程來實現(xiàn)的，該過程模仿了材料上的張力，需要重復(fù)幾百次。這樣做的好處是能在薄弱區(qū)域擁有更高濃度的細顆粒從而提高材料的屈服和抗拉強度，然后在操作過程中可以實現(xiàn)自我愈合。

研究人員表示，用這種方法修改起始組織可以顯著提高鋁合金的疲勞壽命。另外他們還指出，高強度鋁合金的疲勞強度很低，但它們獲得的好處卻最多，其疲勞壽命可以延長25倍。

相關(guān)研究報告已發(fā)表在《Nature Communications》上。