砂土应力-应变包络线的唯一性初探

土体循环加卸载外包络线是否具有唯一性在认识土体固有属性上具有重要意义。基于土样全表面变形数字图像测量系统,选用硅微粉和福建标准砂为研究对象,开展了一系列三轴剪切试验和三轴循环加卸载试验,探索等应力幅值、阶梯应力幅值和随机应力幅值循环加卸载下应力-应变外包络线与相应的单调加载应力-应变曲线的一致性。试验结果表明土样在相同密度和围压条件下,单调加载的应力-应变曲线与经历不同循环应力历程的加卸载应力-应变外包络线近似一致,提出了砂土应力-应变外包络线的唯一性;讨论了循环应力历史和应力水平对曲线回归速度的影响以及应力-应变包络线唯一性在建立轴向应变累积模型中的应用。

金属材料塑性功热转化的研究进展

金属材料塑性功热转化是理解材料力学行为和热力学特性的关键问题之一。Taylor-Quinney系数(Taylor-Quinney Coefficient,TQC)作为量化塑性功热转化的核心参数,广泛应用于金属材料的塑性变形研究中。本文系统回顾了TQC的基本原理、实验研究、理论模型及计算模拟的最新进展。首先概述了TQC的定义及其热力学背景,讨论热能与冷功在塑性变形中的分配比例及其影响因素。总结了TQC的实验研究进展,包括高应变率、高温等条件下的热转化率测量及其影响因素。介绍了TQC相关的理论模型及其在不同加载条件下的应用,重点探讨位错力学、内变量模型等对TQC的描述。最后讨论了基于有限元模拟、分子动力学等计算模拟方法对TQC的深入研究,揭示微观结构对热转化效率的影响。金属材料塑性功热转化未来的研究主要聚焦多尺度模拟、极端条件下的TQC、微观结构调控等问题,以推动TQC在新材料开发、性能优化和高性能材料设计中的应用。

峰前循环扰动下的深埋花岗岩特征参数演化规律与损伤变量研究

深部地下厂房开挖过程中所产生的循环扰动会导致围岩损伤,从而降低围岩力学性质。为揭示叶巴滩水电站地下厂房中深埋花岗岩在循环扰动后的分级卸载破坏特性和损伤过程,首先进行了围压为30 MPa、循环应力分别为12.5%~17.5%(低应力)、10.0%~37.5%(中应力)、62.5%~72.5%(高应力)峰值强度的峰前恒幅循环扰动,在此基础上进行了3种分级卸围压试验,进而开展了峰前循环扰动下的深埋花岗岩特征参数演化规律分析与损伤变量构建。研究结果显示:低、中应力循环扰动对花岗岩造成的损伤可忽略不计,但高应力恒幅循环扰动会导致轻微损伤。在不同分级卸围压路径下,岩样变形主要集中在最后3个阶段的围压降低过程中,其宏观破裂模式为压剪破坏;弹性模量呈下降趋势,泊松比呈上升趋势,最大剪胀角基本相同;高轴压恒幅循环扰动后的分级卸围压试验下的岩样累积应变能最高,表现出更强的脆性破坏倾向。此外,分级卸围压下的岩样应变能均高于常规三轴压缩下的岩样应变能,后者可作为分级卸围压岩样是否进入加速损伤破裂阶段的判别阈值。采用侧向应变响应法和裂纹体积应变法确定的深埋花岗岩闭合应力、起裂应力和损伤应力分别为其峰值强度的17.9%、42.7%和73.8%,并据此建立了基于裂纹体积应变的损伤变量,进而划分了深部硬岩损伤过程的4个阶段。研究成果可为分析高应力花岗岩的破坏过程提供试验和理论支撑。

基于应变模态的风力机动态偏航工况下叶片振动感知方法

针对现阶段运行状态下风力机叶片振动测量方法中,加速度传感器常布设到风力机机头靠近风轮处,导致测量结果易受干扰的问题。基于叶片受力分析和应变模态理论,将叶片上应变传感器采集的原始信号分解为叶片应变信号与振动信号的叠加,设计一种基于应变模态理论和变分模态分解的叶片振动感知方法。通过设计静态模态实验和模拟动态偏航的叶片振动实验,对叶片表面应变和机头振动信号进行对比分析,表明叶片振动感知方法在频域和时频域上均能正确识别叶片振动特征,且其谱线更清晰,受干扰更小,从而为动态偏航运行工况下风力机叶片振动测量提供了一种新方法,可为风力机叶片安全、可靠运行提供技术支持。

基于MICP法的巴氏生孢八叠球菌固化镉污染土的试验研究

以重金属污染土的治理为背景,通过毒性浸出、无侧限抗压强度、土柱淋滤试验并结合镉形态分析等其他微观测试方法,探讨了Ca^(2+)的添加、Cd^(2+)浓度、养护时间等因素对驯化巴氏生孢八叠球菌固化镉污染土特性的影响.结果表明:Ca^(2+)对固化土中Cd^(2+)浸出特性影响显著,不添加Ca^(2+)时,当尿素浓度为0.5 mol·L^(-1),固化土的Cd^(2+)浸出质量浓度(0.42~5.64 mg·L^(-1))最低;添加Ca^(2+)后,Cd^(2+)浸出浓度略有增大,胶结液中尿素和Ca^(2+)浓度均为0.5 mol·L^(-1)时,Cd^(2+)的固化效果较好.延长养护时间,固化后土体的抗压强度增加,Cd^(2+)浸出浓度降低且固化效果提高;增大Cd^(2+)浓度,固化后土体的抗压强度降低,Cd^(2+)浸出浓度提高;添加Ca^(2+)有助于增强镉污染土的固化效果,在养护时间为28 d时,当Cd^(2+)浓度为100 mg·kg^(-1)时,添加Ca^(2+)的试样强度达到312 kPa,相较于未添加Ca^(2+)试样强度(234 kPa)提升了33.3%;当Cd^(2+)浓度增大至1600 mg·kg^(-1)时,添加Ca^(2+)的试样强度达到269 kPa,相较于未添加Ca^(2+)试样强度提升了57.3%,试样的浸出浓度降低了15.4%;经淋滤后,添加Ca^(2+)的试样滤出液中Cd^(2+)浓度始终低于未添加Ca^(2+)试样.固化后土中弱酸可提取态镉向可还原态镉和残渣态镉转变,添加Ca^(2+)进一步降低弱酸可提取态镉所占比例,减小了Cd^(2+)的迁移能力.

高混凝土面板堆石坝接缝止水试验研究和应用

混凝土面板堆石坝是当前最有竞争力的坝型,为保障高混凝土面板堆石坝的安全,坝体和面板的应力变形性状以及接缝位移成为研究的重点之一,通过止水材料开发、接缝止水结构设计和止水结构防渗模型试验研究提出了高混凝土面板堆石坝新型止水结构,并应用于高混凝土面板堆石坝工程。在此基础上进行了高坝新型接缝止水结构力学特性试验研究,形成了试验方法,建立了高坝新型止水结构的劲度表达式,通过在某高坝工程的应用表明提出的接缝止水应力应变关系全面反映高坝新型止水结构各主要部件对于面板与趾板以及面板之间力的传递的贡献,更好地反映复杂地形地质条件下高坝设计布置的影响,具有一定的工程应用价值。

过表达HDAC1通过诱导SP1去乙酰化改善类固醇诱导的小鼠骨细胞凋亡

目的探究组蛋白脱乙酰基酶1(HDAC1)通过特异性蛋白1(SP1)调控激素性股骨头坏死(SONFH)的作用机制。方法将小鼠骨样细胞MLY-O4分为对照组、曲古抑菌素(TSA)组、类固醇组、类固醇+oe-NC组、类固醇+oe-HDAC1组、oe-NC组、oe-HDAC1组。对照组细胞正常培养,不接受试剂诱导及细胞转染;TSA组细胞接受400 nmol/L TSA处理24 h;类固醇组接受1μmol/L地塞米松诱导24 h;类固醇+oe-NC组或类固醇+oe-HDAC1组接受oe-NC或oe-HDAC1转染,通过LipoHigh脂质体高效转染试剂行细胞转染,转染48 h后进行类固醇诱导。oe-NC组或oe-HDAC1组接受oe-NC或oe-HDAC1转染。观察各组细胞在HDAC、HDAC1蛋白、SP1蛋白、凋亡相关蛋白(裂解capase-3及Bax)、乙酰化水平、细胞增殖、细胞凋亡方面的差异,采用通过免疫共沉淀验证HDAC1与SP1的相互作用。结果类固醇组与对照组相比细胞凋亡率升高,HDAC1下调,裂解caspase-3及Bax上调,细胞增殖显著降低,差异均有统计学意义(P<0.05)。TSA组、类固醇组与对照组相比,乙酰化水平显著升高,SP1蛋白显著上调,类固醇+oc-HDAC1组与类固醇+oe-NC组相比,乙酰化水平降低,HDAC1上调,SP1、裂解caspase-3、Bax下调,细胞增殖增强,细胞凋亡降低(P<0.05)。oe-NC组及oe-HDAC1组Input样本存在HDAC1蛋白条带,表明两组样本均可表达HDAC1,两组IgG抗体上并未检测出HDAC1蛋白,而两组SP1抗体上均存在HDAC1,表明HDAC1可与SP1相互作用。结论HDAC1通过介导去乙酰化修饰抑制SP1表达,从而抑制类固醇诱导的骨细胞凋亡,并促进骨细胞增殖。

黄土地区设诱导缝地铁车站地震响应特性研究

诱导缝已在我国地铁车站建设中广泛应用,但其地震响应规律尚不明确。以西安黄土地区地铁车站建设为背景,在前期研究基础上建立黄土场地-设诱导缝地铁车站动力相互作用三维数值模型,研究不同频谱特性及不同峰值加速度地震波作用下黄土场地中设诱导缝地铁车站的加速度响应和损伤演化过程。结果表明:(1)诱导缝同侧结构加速度反应基本一致,但其两侧结构的加速度反应有显著差异,质量较大一侧结构的峰值加速度较大;随着地震强度增大,土-结构动力相互作用更剧烈,地铁车站结构损伤程度不断加深,损伤范围逐渐扩大,且在低频成分丰富的地震波作用下其结构损伤更加严重;(2)诱导缝断面处结构损伤面积相对较大,容易出现局部破坏。研究结果将为黄土地区地铁\,地下结构诱导缝的地震响应进一步研究和工程设计提供参考。

斜拉桥钢桥面板挖孔细节群的数字畸变疲劳试验

为研究斜拉桥钢桥面板横隔板挖孔细节群的畸变疲劳机理,考虑疲劳应力、焊接残余应力、焊接缺陷等多场耦合作用,建立了斜拉桥全桥足尺数字疲劳孪生模型,实现了钢桥面板典型细节群的数字畸变疲劳试验与模拟。焊接数字孪生模拟时,采用与单元温度相关联的热对流参数表达,可显著改善焊接温度场和残余应力场模拟准确度。数字畸变疲劳试验与模拟结果表明,横隔板挖孔细节群的畸变疲劳裂纹尖端等效应力强度因子幅均大于门槛值,该细节群初始裂纹在运营卡车荷载作用下易于扩展。应变能释放率分析结果表明,横隔板挖孔细节群的畸变疲劳裂纹均是以Ⅰ型裂纹为主导的Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ型复合型裂纹,扩展全过程3种类型裂纹耦合特征显著。该研究成果可为斜拉桥钢桥面板抗疲劳设计与维护提供依据。

内置应变传感器对沥青混合料力学性能的影响

道路本体结构的智能智慧是道路工程发展的重要方向,内置应变传感器是实现路面结构应变感知的重要手段,为探究内置应变传感器对沥青混合料力学性能影响,运用离散元法,构建了内置应变传感器的沥青混合料细观模型,研究了应变传感器埋设深度和数量对沥青混合料力学性能影响,分析了沥青混合料材料公称最大粒径、级配和沥青砂浆黏结强度等对内置应变传感器工作性能影响.结果表明:随着传感器埋设深度的增加,梁试件底部三个监测点位处水平拉应力分别增加56.9%、43.5%、43.8%,越接近梁试件底部,其内部水平应力场分布更均匀;与单传感器相比,埋设双传感器的梁试件裂隙增加速度更快,在挠度为0.8 mm时裂隙数便达到267个,单传感器仅为93个;沥青混合料公称最大粒径越大,力链数越少,AC-16、AC-20的平均力链比较AC-13分别降低4.9%、11.4%;沥青混合料级配越粗,荷载传递路径越少,接触力系数量减少77.7%,接触力分布均匀性降低,最大接触力增加74.6%,导致传感器工作稳定性越差;沥青砂浆黏结强度增加,最大接触力下降11%,传感器工作稳定性越好.研究结果可为提升内置应变传感器的沥青混合料耐久性和工作稳定性提供参考.

“圆-三角-附板”截面振子的流致振动试验研究

通过试验方法对“圆-三角-附板”截面振子的流致振动进行研究,分析了高宽比、系统阻尼比对振动的影响,并使用粒子图像测速技术对典型工况进行尾流拍摄,分析“圆-三角-附板”截面振子的尾流演化规律,为流致振动发电振子设计提供参考。主要结论如下:振动强度随着系统阻尼比提高而减弱;随着截面高宽比的增大,振子发生驰振的能力增强,而最大振幅比和频率比均降低;随着高宽比的增大,旋涡的涡量增加,尺度增长,振子受力面积变大,旋涡附着现象更加明显,振子受力效果更好;随着振子高宽比的增大,正向旋涡发育和脱落的时间比反向旋涡更长。

混凝土抗拉强度动力增大因子的修正解析模型

混凝土强度的率敏感性,是混凝土力学研究领域中的重要科学问题之一。现有混凝土动力增大因子的预测方法,仍主要以基于数据的拟合模型为主,拟合参数通常无实际物理意义,因而无法与有关混凝土率敏感性的机理解释建立数理联系。该文以混凝土抗拉强度为研究对象,基于自洽有限应力模型和牛顿运动定律的基本概念,推导建立了能够体现混凝土应变率效应机理的动力增大因子数理方程;分别基于FIB规范模型和J准则模型提出了混凝土抗拉强度动力增大因子的半解析-半经验分析方法;通过基于细观数值试验的案例分析和基于文献中试验数据的对比,验证了该文修正解析模型能够有效反映混凝土抗拉强度动力增大因子的真实物理规律。

耦合应变速率及尺寸效应的3102铝箔本构模型

为研究3102铝合金在应变速率与尺寸效应耦合作用下的本构关系,利用单轴拉伸实验获得0.095~0.14 mm厚度的3102铝合金在10^(-4)~10^(-1) s^(-1)应变速率下的真应力-真应变曲线,以此为基础构建了改进的Johnson-Cook本构模型,并利用DYNAFORM有限元仿真软件对3102铝合金室温拉深成形过程进行模拟预测。结果表明:随着应变速率和厚度的增加,3102铝合金的抗拉强度提高,表现出明显的应变速率敏感性和尺寸效应。利用改进的Johnson-Cook本构模型对真实应力进行预测,其相关系数与平均相对误差分别为0.991%和0.44%;将改进的本构模型应用于有限元仿真分析,通过对比实际成形零件减薄率与模拟预测值发现,二者的最大绝对误差为4.573%,表明改进的Johnson-Cook本构模型能够准确预测相应条件下的真实应力。

腰椎“内聚式”对称减压人工诱导突出椎间盘自然回缩的减压机制

背景:腰椎间盘突出症传统手术通过“环”神经广泛式切除进行减压及摘除突出腰椎间盘,存在神经损伤造成瘫痪、腰椎失稳、突出复发、椎间隙感染以及邻椎病等多种风险及并发症。目的:提出腰椎“内聚式”对称减压人工诱导突出椎间盘自然回缩术,观察这种新术式的人工诱导突出椎间盘自然吸收现象及早期临床疗效,并分析其减压机制。方法:纳入2021年3月至2023年5月郑州大学第一附属医院骨科收治的腰椎间盘突出患者214例,其中对照组81例行保守治疗,试验组133例接受腰椎“内聚式”对称减压人工诱导突出椎间盘自然回缩术治疗。试验组术前、术后即刻(7-14 d)及术后早期(1年以上)分别使用MRI图像测量腰椎间盘突出的体积变化,CT图像测量腰椎棘突韧带复合体后移距离以及侧隐窝宽度和高度,日本骨科学会评分评估患者神经功能恢复情况。结果与结论:(1)对照组:保守治疗81例腰椎间盘突出患者共171个突出腰椎间盘,平均随访时间(22.7±23.1)个月;171个突出腰椎间盘就诊时及末次随访MRI测量突出腰椎间盘体积分别为(551.6±257.9)mm3和(792.2±330.4)mm3,体积平均增大率为(53.2±44.4)%,差异有显著性意义(P<0.001);171个突出腰椎间盘中有4个发生了自然回缩现象,吸收比为2.3%(4/171),吸收率为(24.5±9.9)%。(2)试验组:133例腰椎间盘突出患者共285个突出腰椎间盘。①术后即刻:所有患者均完成术后即刻随访,285个突出腰椎间盘中有229个发生回缩,吸收比为80.3%(229/285),平均吸收率为(21.5±20.9)%,显著及完全吸收占6.5%;上腰椎共70个突出腰椎间盘,吸收比为85.7%(60/70),平均吸收率为(23.1±19.5)%,最大吸收率为86.6%;下腰椎共215个突出腰椎间盘,吸收比为78.6%(169/215),平均吸收率为(21.0±21.3)%,最大吸收率为83.2%;上腰椎与下腰椎显著及完全吸收分别占5.7%和6.5%,无统计学差异(P>0.05);术后即刻棘突韧带复合体后移平均距离为(5.2±2.8)mm;术前和术后即刻相比,左侧、右侧侧隐窝的宽度、高度均无统计学差异(P>0.05);术后即刻日本骨科学会评分由术前(10.1±3.4)分提升至(17.0±4.8)分,术后即刻有效率达95.6%;②术后早期:其中46例患者完成术后早期随访,共101个突出腰椎间盘,吸收比为94%(95/101),平均吸收率为(36.9±23.7)%,显著及完全吸收占30.6%,最大吸收率为100%;101个突出腰椎间盘中有3个体积未发生变化,体积不变率为2.97%(3/101);101个突出腰椎间盘有3个突出椎间盘体积增大,增大比为2.97%(3/101),增大率为(18.5±18.4)%;日本骨科学会评分由术前(9.3±5.1)分提升至(23.5±4.0)分,优良率达93.4%。(3)对照组和试验组术后早期突出腰椎间盘吸收比分别为2.3%及85.9%,差异有显著性意义(P<0.001)。(4)并发症:试验组有2例发生切口渗液,延迟愈合,经换药等保守治疗切口愈合,且该组未发生神经损伤或死亡,也未再行二次手术。(5)结果显示,腰椎“内聚式”对称减压人工诱导突出椎间盘自然回缩术是一种可避免“环”神经广泛切除且可获得满意早期临床疗效的治疗腰椎间盘突出的新方法,不破坏腰椎关节突关节,也不改变侧隐窝基本解剖结构,完整保留突出腰椎间盘并可诱导其发生显著甚至完全的人工诱导突出椎间盘自然吸收;腰椎“内聚式”对称减压人工诱导突出椎间盘自然回缩术为腰椎间盘突出症的临床治疗提供了新的依据和方法。

沙棘百香果复合饮料发酵工艺优化及抗疲劳特性研究

以沙棘和百香果为原料,酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)和植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)(1∶1)为发酵菌种,制备沙棘百香果复合饮料。以感官评分和小鼠力竭跑步时间为评价指标,采用单因素和响应面试验优化其发酵工艺,并探讨沙棘百香果复合饮料对小鼠抗疲劳特性的影响。结果表明,最佳发酵工艺条件为发酵温度34℃,发酵时间14 h,混菌接种量5%,沙棘果汁与百香果汁体积比1∶1,木糖醇添加量6%。在此优化条件下,沙棘百香果复合饮料的感官评分和小鼠力竭跑步时间分别为(87.65±3.12)分和(138.1±3.5)s。相比对照组,沙棘百香果复合饮料喂食力竭跑步小鼠,肌糖原和肝糖原含量分别显著提高了58.7%和43.1%(P<0.05),乳酸脱氢酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性均显著提高了50%以上(P<0.05),肌酸激酶活性显著降低了48.8%(P<0.05)。结果显示,沙棘百香果复合饮料对力竭跑步小鼠具有较好的抗疲劳特性。

水泥基灌浆料及其混合料的单轴受压应力-应变研究

掺入30%、50%比例的Ⅲ类水泥基灌浆料制备了混合料,采用普通混凝土力学性能试验方法和工程岩体试验方法研究了Ⅲ类、Ⅳ类水泥基灌浆料及其混合料的力学性能与单轴受压应力-应变关系,建立了立方体抗压强度与轴心抗压强度转化、弹性模量、峰值应变等的计算公式,并基于过镇海模型应力-应变曲线公式,提出了适用于水泥基灌浆料及其混合料的单轴受压本构模型。结果表明:Ⅲ类水泥基灌浆料的韧性高于Ⅳ类水泥基灌浆料;随着Ⅲ类水泥基灌浆料掺量的提高,50%混合料的韧性也得到了一定的提高;过镇海模型拟合曲线与试验曲线总体上吻合较好。

云南地区GNSS应变率场异常识别方法及地震预测效能评估

利用1999-2020年云南及邻区近300个GNSS测站的观测数据解算获取的速度场为约束,采用克里金插值方法分时段估计了1999-2007年,2009-2014年,2015-2020年三期区域应变率场;通过回溯各个观测时段之后3年内M_(S)≥5.0地震事件,分析区域地壳形变特征与地震事件发生地点之间的相关性,结果表明,绝大部分地震都发生在面应变高梯度带的张压转换区和最大剪应变率沿断层方向的高值区或其边缘。基于上述应变率场异常特征,提出格网地震危险因子算法,建立地震危险区识别模型,通过估计格网最大剪应变率和面应变率风险区划因子,定量提取异常区地震危险指标,结果显示采用数值模型识别出的异常区与地震事件具有较好地对应关系;进一步采用R值评分的方式对应变率场异常区模型识别方法进行地震预测效能量化评估与分析,结果显示3期应变率场预测结果均通过R值评分检测。

应变速率对多晶纯铜晶格应变影响的数值模拟研究

为了掌握应变速率对面心立方金属晶格应变的影响规律,以多晶纯铜为例,基于晶体塑性有限元理论的开源软件DAMASK,探讨在不同应变速率加载下多晶纯铜内部晶格应变演化和分布的规律。结果表明,随着应变速率升高,材料内各{hkl}族的轴向晶格应变和横向晶格应变增加,同时轴向晶格应变分布和横向晶格应变分布的均匀性变差,且不同{hkl}族的晶格应变的演化与分布规律也不相同。加载过程中{200}族的晶格应变演化出现较为明显的非线性响应,改变应变速率对{200}族的晶格应变演化的影响较大。加载后{111}族的晶格应变分布的均匀性最好,并且在较高应变速率下{111}族的晶格应变分布仍有相对较好的均匀性。

常态化防控前后院内MDRO感染变化趋势分析

目的探讨常态化防控前后院内多重耐药菌(MDRO)感染变化趋势,为医院采取科学、规范的MDRO防控措施提供参考依据。方法收集2017—2022年住院患者送检标本MDRO中特定菌株检出数量、种类及感染情况等临床资料,分析常态化防控前、后MDRO感染情况。结果常态化防控前、后,MDRO特定菌株检出率分别为12.940%、15.745%,常态化防控后的MDRO特定菌株检出率高于常态化防控前,差异具有统计学意义(P<0.05);常态化防控前、后,MDRO特定菌株医院感染率分别为0.066%、0.072%,常态化防控前、后的MDRO特定菌株医院感染率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。常态化防控后,耐碳青霉烯类铜绿假单胞菌(CR-PA)、耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌(CR-AB)的检出率均高于常态化防控前,差异具有统计学意义(P<0.05);常态化防控前、后,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐碳青霉烯肠杆菌科细菌(CRE)的检出率比较,差异无统计学意义(P>0.05);常态化防控后,MRSA、CRE的医院感染率略低于常态化防控前,CRAB医院感染率略高于常态化防控前,CR-PA的医院感染率未发生变化。常态化防控后,手术部位感染占比低于常态化防控前,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论常态化防控可降低手术部位的感染率,但对于MDRO感染的精准防控仍存在一定的局限。

Ni-Ti基合金的应变玻璃转变及其研究进展

近等原子比Ni-Ti合金因热弹性马氏体相变而呈现形状记忆效应和超弹性,并广泛应用于生物医疗和诸多工业领域。近年来的理论和实验研究表明,当近等原子比Ni-Ti合金引入足够的缺陷(如溶质原子、位错以及纳米析出物)时,这些缺陷导致的相变阻力可有效抑制合金的一级马氏体相变,并代之以短程有序的晶格应变微区(纳米马氏体畴)为显著特征的应变玻璃转变。Ni-Ti基应变玻璃具有宏观晶体结构不变、各态遍历性缺失、动态力学性能随频率弥散分布和高阻尼等特征。尽管应变玻璃在冷却过程中不发生一级马氏体相变,但因应力加载诱发应变玻璃向马氏体转变及应力卸载时的逆转变,应变玻璃仍然可呈现出优异的形状记忆效应和超弹性。应变玻璃合金的超弹性与缺陷类型及浓度密切相关,缺陷浓度不高的应变玻璃具有与传统Ni-Ti基合金类似的超弹性行为;高缺陷浓度的应变玻璃在温度场和应力场作用下发生应变玻璃↔R相变,其超弹性具有小回复应变、窄滞后和宽温域特征。Ni-Ti合金可通过变形引入大量位错缺陷,以实现其应变玻璃转变。应变玻璃在应力作用下如果只涉及纳米畴演化而不发生B19′马氏体转变,可表现出具有窄滞后特征(近线性)的大超弹性,其物理机制在于应力作用下纳米畴的演化不需要形核过程,从而避免因形核导致的能量损耗。本文综述了Ni-Ti基合金应变玻璃转变的提出、奇异性质及其研究进展,并对基于应变玻璃转变的Ni-Ti基宽温域超弹性合金设计原理及工程应用作了简要介绍。