第231章 卸力的材料 (第2/2页)
装好。
三月的合肥,夜风里透着一股湿润的凉气。
大勇走在回宿舍的路上,脚步不快不慢,路灯的光从樟树的缝隙里漏下来,在他身上晃动。他脑子里一直过着刚才那几组数据。
推开宿舍的门。
宿舍没人,小拙又熬夜了。
话说小拙自打这学期来了之後就没少熬夜,国外的居然教授也是狠狠压榨学生的吗?
这怎麽和我在《意林》上看到的不一样?
大勇一边在心里吐槽一边换了拖鞋,借用了一下小拙的电脑。
回到自己的桌子旁,弯下腰,从桌子底下的纸箱里,拽出了一大卷平时画机械制图用的方格坐标纸。他拿着剪刀,把坐标纸的边缘裁齐。
宿舍的桌面不够大。
大勇把椅子推到一边,直接在空出来的地板上盘腿坐下。
他用透明胶带,把四五张大尺寸的坐标纸严丝合缝地拚接在一起,拚成了一整张占据了小半个宿舍地面的巨大图纸。四角用几本厚实的专业书压平。
做完这些,他才站起身,按开电脑主机的电源。
U盘插进去,打开第一个文件。
没有经过任何软体渲染的原始数据,就是一排排枯燥的数字。
时间,温度,拉伸速率,微应变,绝对拉力。
大勇拿着一个硬皮笔记本,低头看着屏幕,把第八十四组数据里,毛刺出现那一瞬间的所有环境参数全部抄了下来。抄完一组,他关掉,打开第八十三组。
他在书桌和地板之间来回转。
抄下一组参数,就在地上的那张巨大坐标纸上,找准刻度,用铅笔重重地点下一个点。
他没有用电脑里现成的数据分析软体。
他要用最原始的方式,建立一个属於自己的多维坐标系。
横轴是温度与拉伸速率的复合参数,纵轴是形变位移,而他手里拿了三支不同颜色的彩铅,用来代表毛刺出现时的应力跌落幅度。点,一个接一个地落在纸上。
时间一点点过去。
半夜两点。
大勇保持着弯腰的姿势太久,後背有些僵。
他停下手里的动作,直起腰,双手往後撑在地板上,长长地呼出一口气。
淩晨四点。
八十四组数据的最後一个点,被大勇用红色的铅笔重重地戬在了坐标纸的右上角。
大勇站起身。
腿有些麻了,他原地跺了两下脚,走到洗手间用凉水洗了把脸。
(腿麻脚麻的朋友们我非常非常非常推荐此方法,简直好用的不能再好用了,体验过的人都说好~(一一))水珠顺着下巴往下滴。
大勇拿毛巾擦乾脸,走回宿舍。
他没有坐下,而是站在坐标纸的边缘,居高临下地俯视着整张图纸。
刚开始描点的时候,那些点在二维的纸面上显得杂乱无章,东一个西一个。
赵鹏他们在测试时不断改变室温和拉伸速度,导致那个毛刺出现的时机看起来充满了随机性。但现在,当八十四个点全部铺陈开来。
当他把温度,形变和应力跌落幅度在这个复杂的坐标系里统合在一起时。
大勇的呼吸微微停顿了一下。
他看到了一条暗线。
这些看似随机分布的噪点,并没有散乱在整个空间里。
相反,只要代入一个特定的环境热力学阈值,这些点竟然全部落在了一个平滑的曲面上。
这意味着,无论外界的拉扯有多剧烈,无论温度怎麽变化,这块钛铝合金在决定卸力的那一瞬间,它内部的某种能量状态是恒定的。大勇站在原地,闭上了眼睛。
地上的那些数字和坐标,在他的脑海里迅速具象化,褪去了数学的外衣,变成了极其真实的物理实体。他脑子里出现了一根绷紧的粗麻绳。
麻绳两端被巨大的力量死死拉扯,越绷越紧,逐渐逼近断裂的边缘。
就在整根麻绳即将被扯断的前一刻,麻绳内部最深处,有几根极其细微的纤维,率先承受不住这种拉扯的极限,崩断了。这几根微观纤维的断裂,让紧绷的结构出现了一丝松动。
周围的纤维迅速产生了错位,重新排列,把积压在这个点上的力量往旁边卸掉了一部分。
这就是屏幕上那个零点二兆帕的应力下塌。
大勇猛地睁开眼。
这不是什麽杂质,更不是偶发的误差。
这是材料在极端应力环境下,微观晶格层面发生的一次极其短暂的滑移重组。
是微观的相变。
钛铝合金内部的原子排列,在力场的疯狂撕扯下,发生了一次错位。
错位的瞬间释放了积压的热力学势能,从而导致了宏观设备上的应力跌落。
如果能把这个微观相变的过程算清楚,这块材料的抗疲劳特性就能被彻底吃透。
大勇的心跳开始加速。
他找到那个幽灵的真身了。
他跨过地上的坐标纸,走到自己的书桌前,拉开椅子坐下。
从抽屉里拿出一叠空白的稿纸和一支笔。
找到了物理规律只是第一步,他现在需要把它翻译成严密的物理语言。
他要向刘教授证明,自己脑子里的这根麻绳是真实存在的。
大勇握着笔。
第一行,他写下了宏观机械拉力的张量表达式。
很顺利。
这还是固体物理基础课里的东西,他闭着眼都能写出来。
第二行,他引入了环境温度的梯度变量。
笔尖稍微停顿了一下,但他还是写出来了。
热力学的基本定律在他脑子里很清晰。
到了第三行。
大勇的笔尖悬在了纸面上。
他需要把刚才想明白的那个微观过程,品格缺陷的滑移能量跃迁加进等式里。
并且,这个微观层面的能量跃迁,必须和上面那两行宏观变量建立起严密的耦合关系。
大勇试着写了一个关於位错密度的偏微分方程,放在了等式的右边。
写完之後,他盯着等式的左右两端。
不对。
量纲完全对不上。
左边算出来是宏观的力场向量,右边带进去却成了微观的能量密度单位。
这两个东西根本不在同一个理论框架里,就像是用公斤去衡量长度,荒谬至极。
大勇用笔把这一行重重地划掉,墨水在纸上留下一道黑色的粗线。
他换了个思路。
尝试用统计物理里的配分函数去描述那几根断裂的纤维。
推了两步,他又停下了。
变量太多了。
温度,应变率,晶格常数,滑移面的滑移角...…
这些变量在非平衡态下是互相耦合的。
动了一个参数,另一个参数也会跟着发生非线性的变化。
他现在面对的,是一个需要用非线性张量分析和非平衡态热力学才能解开的乱麻。
他需要一把极其锋利且高维度的手术刀。
而他不会用这把刀。
大勇盯着纸上那半截乱七八糟、到处是涂改痕迹的算式。
手腕有些发酸,手心里出了一层汗。
他把笔放下,身子往後一仰,靠在椅背上。
这是他进入科大,成为少年班学生以来,第一次如此清晰地感觉到一堵墙。
他在硬体上有绝无仅有的天赋,所有的机器都在他手里服服帖帖。
他有着极其恐怖的物理直觉,能一眼看透材料内部的动静。
但他差点东西。
跨不过从工科实践到理论交叉的这道鸿沟。
大勇擡起头,看了一眼窗外。
天边已经泛起了一点亮光。
天快亮了。
大勇收回视线。
他把桌上那些写废的草稿纸一张张收拢,叠整齐,放进抽屉的最里面。
然後弯下腰,把地板上那张画满了红蓝圆点的巨大坐标纸小心翼翼地卷起来,用两根牛皮筋紮好,靠在墙角。他站起身,走到洗手间。
扭开水龙头,捧起冰凉的自来水狠狠地浇在脸上。
水珠顺着下巴滴在水池里。
大勇拿毛巾擦乾脸,换了件乾净的外套,准备去图书馆。