第232章 卸力的材料

投票推薦 加入書籤 小說報錯

  地下二層,沒有窗戶,天花板上的日光燈亮著,照得整間實驗室沒什麼陰影。

  趙鵬拉過一把有些掉漆的摺疊椅,在操作前坐下。

  他伸手揉了揉眉心,視線重新落回到那顯像管顯示器上。

  屏幕上是一套材料拉伸測試軟體的界面。

  綠色的實時應力曲線從左向右緩慢延伸,走勢很穩,一直往上攀爬,畫出了一道符合胡克定律的漂亮斜線。「快到臨界點了。」

  鄭南站在他身後,手裡握著個一次性紙杯。

  趙鵬沒說話,手指搭在滑鼠上,眼睛死死盯著那條綠線。

  「哢。」

  厚重的真空腔體裡傳出一聲沉悶的聲音。

  那是固定在夾具上的合金材料樣本被硬生生拉斷的聲音。

  就在聲音響起的前一瞬間,屏幕上的綠色曲線突然往下塌了一下。

  幅度很小。

  但在這條原本應該順滑到頂點的斜線上,這個下塌的毛刺顯得相當扎眼。

  緊接著,曲線徹底斷崖式下跌,歸零。

  材料斷了。

  趙鵬把滑鼠往前一推,身子靠向椅背,長長地吐出一口氣。

  「第八十四組。」

  趙鵬看著屏幕上的那個毛刺。

  「一模一樣的位置,屈服點前零點一秒,應力往下掉了零點二兆帕。」

  鄭南把紙杯放在桌上,湊近屏幕看了一會。

  「夾具打滑?」鄭南問。

  「不可能。」趙鵬搖頭。

  「上一組做完,我拿扭矩扳手重新把夾具的螺栓鎖了一遍,扭矩打到了最高標準,真要是打滑,斷裂截面會有橫向的刮擦痕跡,你看剛才拿出來的碎塊,斷面很乾淨。」

  「那是探頭飄了?」

  「探頭昨天下午剛換的備用件,標定數據今天早上八點做了一遍,零點漂移不到萬分之一,這零點二兆帕的跌落,絕對不是探頭的誤差。」實驗室里安靜下來。

  這批新合成的鈦鋁合金樣本,是劉教授手裡一個軍方保密項目的一環。

  材料的各項指標都很好,唯獨在抗拉伸極限測試里,卡在了這個莫名其妙的毛刺上。

  「老趙,要不,做個平滑吧。」

  趙鵬轉頭看他。

  「就用軟體自帶的濾波算法。」

  鄭南壓低了一點聲音。

  「開個五點滑動平均,這零點二兆帕的跌落很容易就能抹平,抹平之後,這條線就完美了,反正大趨勢是沒問題的,斷裂極限的最終數值也准。」趙鵬沒吭聲。

  他手掌仍舊搭在滑鼠上,眼睛盯著屏幕上那條帶著瑕疵的綠色曲線。

  「老趙。」

  鄭南拉過一把椅子,在他旁邊坐下,聲音壓得很低。

  「這批鈦鋁合金是重點項目,咱們就算把這拉力機拆了重裝,這零點二兆帕的跌落也未必能找出版原因。」「開個五點滑動平均,曲線平滑了,咱們能交差,老師那邊也能拿去跑下一步的流體模報. .. .」趙鵬的喉結滾了一下。

  他知道鄭南說的是實情。

  科研很多時候就是和這種解釋不清的幽靈數據妥協。

  只要大方向沒錯,沒人會去死摳臨界點前零點一秒的一個微小噪點。

  但他心裡總覺得有個疙瘩。

  就在趙鵬準備鬆開滑鼠,去點開軟體上方的濾波處理菜單時,身後傳來椅子挪動的刺耳聲。王大勇站了起來。

  他手裡還拿著一本厚厚的設備維護記錄冊,走到操作前。

  「趙師兄。」

  大勇看著屏幕。

  「剛才第八十四組斷裂的時候,具體的系統時間我是多少?」

  趙鵬愣了一下,手從滑鼠上挪開。

  「兩分十四秒零七。」

  趙鵬報了一串數字,有些疑惑地看著大勇。

  「怎麼了?」

  「我查查底線日誌。」

  大勇沒多解釋,轉身走到旁邊那專門用來監控底層硬體狀態的備用主機前。


  他在鍵盤上敲了幾下,調出後資料庫。

  雖然這真空腔體和拉力機的底座雖然是他親自改的,但他不敢保證隨著使用年限的增加,那些阻尼器和傳感器會不會出現老化或者鬆動。剛剛趙師兄說有毛刺,他的第一反應是,自己負責的這攤子硬體是不是哪兒出紕漏了。

  大勇拉過一把椅子坐下,把時間軸精確拉到兩分十四秒。

  他點開第一個通道。

  聲發射傳感器。

  屏幕上跳出一條長長的波形圖。

  大勇把波形放大,再放大,仔細盯著兩分十四秒零七前後的那一小段。

  線條是平的。

  他又點開第二個通道。

  底座四個角的微震水平儀數據。

  四個通道的參數齊刷刷地排在屏幕上,波動幅度全都在小數點後四位的正常底噪範圍內。

  接著是溫度補償通道,電源紋波監控。

  大勇盯著屏幕看了足足有三四分鐘。

  他反覆比對了這幾個關鍵通道在那個瞬間的峰值變化,又隨手往前翻了翻前面幾組出問題時的時間我。趙鵬和鄭南在旁邊看著他,沒出聲打擾。

  大勇的眉頭慢慢舒展開了。他長長地出了一口氣,轉過椅子。

  「師兄,你們過來看看。」

  趙鵬和鄭南湊到備用屏幕前。

  大勇用手指點著屏幕上的那幾行被他單獨拉出來的數據。

  「這是剛才兩分十四秒前後的底層日誌。」

  大勇的語氣很平緩,帶著一種排查完隱患後的踏實。

  「應力曲線掉下去的那一瞬間,聲發射通道沒響。」

  他看向趙鵬。

  「夾具沒滑,真滑了,哪怕只滑了零點幾毫米,高頻聲波傳感器一定會錄到金屬摩擦的尖叫。」接著他指向下面幾行。

  「微震儀沒動靜,溫度也是一條直線,整個底座穩的不能再穩了。」

  大勇沒有去說教,他只是把客觀事實擺在兩位博士生面前。

  「我不敢說這材料到底怎麼了。」

  大勇看著那主顯示器上帶毛刺的曲線。

  「但從硬體這邊看,子沒晃,探頭也沒受干擾,所有的外部交叉驗證都是乾淨的。」

  實驗室里安靜了下來。

  鄭南手裡握著那杯涼透的咖啡,卻忘了喝,趙鵬死死盯著大勇調出來的那幾行零波動數據,眼神變了。大勇把話說得很克制,但趙鵬和鄭南作為科大的博士生,不可能反應不過來這背後意味著什麼。如果所有的硬體環境都是絕對穩定的。

  如果沒有任何外部干擾。

  那剩下的唯一解釋就極其可怕了。

  「見鬼了..」

  趙鵬喃喃自語,猛地轉頭看向真空腔體裡那兩塊斷裂的合金殘骸。

  「機器沒騙人....是這塊材料,它自己卸的力?」

  鄭南也倒吸了一口涼氣。

  材料在受到外部極限拉扯時,內部自發地出現了一次應力重組?

  這已經超出了他們之前對這批鈦鋁合金的認知框架。

  「不能做平滑了。」

  趙鵬聲音有些啞,一把推開滑鼠。

  剛才如果手快一點,把這個毛刺濾掉,他們可能就親手抹殺掉了一個全新的材料特性。

  「但是這東西怎麼定性?」

  鄭南有些頭疼。

  「如果寫進報告,老師肯定要問機制,咱們現在兩眼一抹黑,連它為什麼哆嗉都不知道,怎麼解釋?」大勇站在旁邊,看著兩位師兄犯難。

  他從夾克口袋裡摸出一個舊U盤,遞給趙鵬。

  「師兄,這八十四組測試的原始數據,系統後都有底稿吧?」大勇問。

  「有。」

  趙鵬接過U盤。

  「你要拷?」

  「嗯。」

  大勇點頭。

  「我想帶回去看看,電腦屏幕上只能看到單組的走勢,我想把這八十多組的外部變量都拆出來,算算這裡面有沒有共性。」趙鵬沒廢話,把u盤插進主機。


  純文本的散點數據包不大,幾秒鐘就拷完了。

  「都在裡面了。」

  趙鵬拔下U盤遞迴去。

  「如果有什麼發現或者需要我們的,隨時喊我們。」

  大勇接過U盤,裝好。

  三月的合肥,夜風裡透著一股濕潤的涼氣。

  大勇走在回宿舍的路上,腳步不快不慢,路燈的光從樟樹的縫隙里漏下來,在他身上晃動。他腦子裡一直過著剛才那幾組數據。

  推開宿舍的門。

  宿舍沒人,小拙又熬夜了。

  話說小拙自打這學期來了之後就沒少熬夜,國外的居然教授也是狠狠壓榨學生的嗎?

  這怎麼和我在《意林》上看到的不一樣?

  大勇一邊在心裡吐槽一邊換了拖鞋,借用了一下小拙的電腦。

  回到自己的桌子旁,彎下腰,從桌子底下的紙箱裡,拽出了一大卷平時畫機械製圖用的方格坐標紙。他拿著剪刀,把坐標紙的邊緣裁齊。

  宿舍的桌面不夠大。

  大勇把椅子推到一邊,直接在空出來的地板上盤腿坐下。

  他用透明膠帶,把四五張大尺寸的坐標紙嚴絲合縫地拚接在一起,拚成了一整張占據了小半個宿舍地面的巨大圖紙。四角用幾本厚實的專業書壓平。

  做完這些,他才站起身,按開電腦主機的電源。

  U盤插進去,打開第一個文件。

  沒有經過任何軟體渲染的原始數據,就是一排排枯燥的數字。

  時間,溫度,拉伸速率,微應變,絕對拉力。

  大勇拿著一個硬皮筆記本,低頭看著屏幕,把第八十四組數據里,毛刺出現那一瞬間的所有環境參數全部抄了下來。抄完一組,他關掉,打開第八十三組。

  他在書桌和地板之間來迴轉。

  抄下一組參數,就在地上的那張巨大坐標紙上,找准刻度,用鉛筆重重地點下一個點。

  他沒有用電腦里現成的數據分析軟體。

  他要用最原始的方式,建立一個屬於自己的多維坐標系。

  橫軸是溫度與拉伸速率的複合參數,縱軸是形變位移,而他手裡拿了三支不同顏色的彩鉛,用來代表毛刺出現時的應力跌落幅度。點,一個接一個地落在紙上。

  時間一點點過去。

  半夜兩點。

  大勇保持著彎腰的姿勢太久,後背有些僵。

  他停下手裡的動作,直起腰,雙手往後撐在地板上,長長地呼出一口氣。

  凌晨四點。

  八十四組數據的最後一個點,被大勇用紅色的鉛筆重重地戩在了坐標紙的右上角。

  大勇站起身。

  腿有些麻了,他原地跺了兩下腳,走到洗手間用涼水洗了把臉。

  (腿麻腳麻的朋友們我非常非常非常推薦此方法,簡直好用的不能再好用了,體驗過的人都說好~(一一))水珠順著下巴往下滴。

  大勇拿毛巾擦乾臉,走回宿舍。

  他沒有坐下,而是站在坐標紙的邊緣,居高臨下地俯視著整張圖紙。

  剛開始描點的時候,那些點在二維的紙面上顯得雜亂無章,東一個西一個。

  趙鵬他們在測試時不斷改變室溫和拉伸速度,導致那個毛刺出現的時機看起來充滿了隨機性。但現在,當八十四個點全部鋪陳開來。

  當他把溫度,形變和應力跌落幅度在這個複雜的坐標系裡統合在一起時。

  大勇的呼吸微微停頓了一下。

  他看到了一條暗線。

  這些看似隨機分布的噪點,並沒有散亂在整個空間裡。

  相反,只要代入一個特定的環境熱力學閾值,這些點竟然全部落在了一個平滑的曲面上。

  這意味著,無論外界的拉扯有多劇烈,無論溫度怎麼變化,這塊鈦鋁合金在決定卸力的那一瞬間,它內部的某種能量狀態是恆定的。大勇站在原地,閉上了眼睛。

  地上的那些數字和坐標,在他的腦海里迅速具象化,褪去了數學的外衣,變成了極其真實的物理實體。他腦子裡出現了一根繃緊的粗麻繩。


  麻繩兩端被巨大的力量死死拉扯,越繃越緊,逐漸逼近斷裂的邊緣。

  就在整根麻繩即將被扯斷的前一刻,麻繩內部最深處,有幾根極其細微的纖維,率先承受不住這種拉扯的極限,崩斷了。這幾根微觀纖維的斷裂,讓緊繃的結構出現了一絲鬆動。

  周圍的纖維迅速產生了錯位,重新排列,把積壓在這個點上的力量往旁邊卸掉了一部分。

  這就是屏幕上那個零點二兆帕的應力下塌。

  大勇猛地睜開眼。

  這不是什麼雜質,更不是偶發的誤差。

  這是材料在極端應力環境下,微觀晶格層面發生的一次極其短暫的滑移重組。

  是微觀的相變。

  鈦鋁合金內部的原子排列,在力場的瘋狂撕扯下,發生了一次錯位。

  錯位的瞬間釋放了積壓的熱力學勢能,從而導致了宏觀設備上的應力跌落。

  如果能把這個微觀相變的過程算清楚,這塊材料的抗疲勞特性就能被徹底吃透。

  大勇的心跳開始加速。

  他找到那個幽靈的真身了。

  他跨過地上的坐標紙,走到自己的書桌前,拉開椅子坐下。

  從抽屜里拿出一疊空白的稿紙和一支筆。

  找到了物理規律只是第一步,他現在需要把它翻譯成嚴密的物理語言。

  他要向劉教授證明,自己腦子裡的這根麻繩是真實存在的。

  大勇握著筆。

  第一行,他寫下了宏觀機械拉力的張量表達式。

  很順利。

  這還是固體物理基礎課里的東西,他閉著眼都能寫出來。

  第二行,他引入了環境溫度的梯度變量。

  筆尖稍微停頓了一下,但他還是寫出來了。

  熱力學的基本定律在他腦子裡很清晰。

  到了第三行。

  大勇的筆尖懸在了紙面上。

  他需要把剛才想明白的那個微觀過程,品格缺陷的滑移能量躍遷加進等式里。

  並且,這個微觀層面的能量躍遷,必須和上面那兩行宏觀變量建立起嚴密的耦合關係。

  大勇試著寫了一個關於位錯密度的偏微分方程,放在了等式的右邊。

  寫完之後,他盯著等式的左右兩端。

  不對。

  量綱完全對不上。

  左邊算出來是宏觀的力場向量,右邊帶進去卻成了微觀的能量密度單位。

  這兩個東西根本不在同一個理論框架里,就像是用公斤去衡量長度,荒謬至極。

  大勇用筆把這一行重重地劃掉,墨水在紙上留下一道黑色的粗線。

  他換了個思路。

  嘗試用統計物理里的配分函數去描述那幾根斷裂的纖維。

  推了兩步,他又停下了。

  變量太多了。

  溫度,應變率,晶格常數,滑移面的滑移角...…

  這些變量在非平衡態下是互相耦合的。

  動了一個參數,另一個參數也會跟著發生非線性的變化。

  他現在面對的,是一個需要用非線性張量分析和非平衡態熱力學才能解開的亂麻。

  他需要一把極其鋒利且高維度的手術刀。

  而他不會用這把刀。

  大勇盯著紙上那半截亂七八糟、到處是塗改痕跡的算式。

  手腕有些發酸,手心裡出了一層汗。

  他把筆放下,身子往後一仰,靠在椅背上。

  這是他進入科大,成為少年班學生以來,第一次如此清晰地感覺到一堵牆。

  他在硬體上有絕無僅有的天賦,所有的機器都在他手裡服服帖帖。

  他有著極其恐怖的物理直覺,能一眼看透材料內部的動靜。

  但他差點東西。

  跨不過從工科實踐到理論交叉的這道鴻溝。

  大勇擡起頭,看了一眼窗外。

  天邊已經泛起了一點亮光。

  天快亮了。

  大勇收回視線。

  他把桌上那些寫廢的草稿紙一張張收攏,疊整齊,放進抽屜的最裡面。

  然後彎下腰,把地板上那張畫滿了紅藍圓點的巨大坐標紙小心翼翼地捲起來,用兩根牛皮筋紮好,靠在牆角。他站起身,走到洗手間。

  扭開水龍頭,捧起冰涼的自來水狠狠地澆在臉上。

  水珠順著下巴滴在水池裡。

  大勇拿毛巾擦乾臉,換了件乾淨的外套,準備去圖書館。

章節目錄