［本站讯］近日，山东大学机械工程学院和低空科学与工程学院刘战强教授团队，首次发现镁合金显微直角切削加载可模拟地球断层滑移和孤立型地震特征。研究成果以“Spontaneously evolving intermittent shear fractures reproduce the fault formation and isolated earthquake sequence”为题，发表在物理学领域国际权威期刊Applied Physics Letters，刘战强教授为该文通讯作者，博士研究生马凯为第一作者，山东大学为第一完成单位，论文合作作者包括山东大学王兵教授、宋清华教授、蔡玉奎教授和澳门大学汪澎洋助理教授。

地震断层滑移与金属切削看似是毫无关联的两个事物，但刘战强教授团队在镁合金切削实验中捕捉到了与地震断层滑移惊人相似的物理规律。地震通常被认为是地壳断层在长期应力积累后发生突然滑移所引起的能量释放现象，其发生过程具有明显的突发性和尺度无关性。而金属切削看似是将材料从工件上去除的过程，但切削过程中涉及刀具与材料之间的应力积累、材料断裂和能量释放行为。这两种物理系统看似截然不同，但其物理本质都涉及能量累积、局部应力集中与突发性能量释放，这为跨越多个时间和空间尺度的两个物理系统的模拟奠定了基础。

团队创新性地提出将显微直角切削作为一种材料加载方法，开发了结合光学、声学和力学原位测量的显微切削原位测试平台。在镁合金直角切削过程中，捕捉到能够自发演变的突发性和间歇性的剪切断裂行为。利用力信号和显微原位图像信息，发现镁合金的间歇性剪切断裂行为具有与走滑断层和逆断层相同的运动学和力学特征，并且呈现出自组织临界特性。同时，在声发射信号中，监测到间歇性剪切断裂具有与孤立型地震活动相同的能量释放特征，并且在连续的剪切断裂事件中统计到了地震学的基本规律——古登堡-里克特定律。该研究表明，金属切削过程中的间歇性剪切断裂可以作为一种可控的实验系统，用于模拟断层滑移以及孤立地震等复杂自然现象。

该研究将材料切削过程中的剪切断裂行为与地震动力学之间建立了新的联系，为研究地球物理系统的临界性问题提供了新的实验方法。同时，基于镁合金的间歇性断裂系统，对于理解断层形成以及地震起源具有重要的意义。

近年来，刘战强教授团队创新性地开展跨学科交叉研究，通过整合多个学科的理论与方法，解决单一学科无法应对的复杂问题。将切削加工研究与材料学、物理学、化学和计算机科学相结合，取得了系列重要研究进展，相关成果已发表于IJMTM、IJMS、IEEE Trans、CIRP Ann和JMPT等国际权威期刊。相关研究工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的资助。