［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，联合澳门大学在金属材料断裂雪崩研究领域取得最新进展。研究成果以“Microcrack avalanche behavior during intermittent shear fracture for metallic alloy”为题，发表在力学领域国际权威期刊International Journal of Mechanical Sciences，刘战强教授为该文通讯作者，山东大学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教授宋清华、王兵、蔡玉奎，澳门大学助理教授汪澎洋。

金属材料在拉伸和压缩加载过程中会出现位错雪崩行为，导致塑性变形不稳定以及突发性和间歇性的锯齿形应力波动，这种位错雪崩行为严重影响材料的服役寿命和可靠性。然而，迄今为止，金属材料的突发性断裂事件是否也存在雪崩行为及其背后的物理机制仍然不得而知，而这对于理解和预防金属构件的灾难性失效事件极为重要。

针对上述问题，团队创新开发显微直角切削加载装置，并将其作为材料连续剪切断裂实验加载方法，提出偏置压缩加载材料测试技术。开发了准静态条件的显微直角切削实验平台，平台内置原位超景深显微成像及声发射和力信号采集系统。以镁合金为加载实验对象，发现了间歇性出现的突发剪切断裂现象，并且切削力信号和切屑形态均呈现特殊的锯齿形态。通过声发射和力信号的统计学分析，揭示了连续微裂纹雪崩到自组织临界状态（SOC）的自发演变规律。

该研究将金属材料雪崩动力学范畴从塑性变形过程的位错雪崩拓展到断裂失效过程的微裂纹雪崩，同时，该研究所研发的偏置压缩加载测试装置及技术为探索断裂动力学的复杂性和临界性难题提供了新的研究思路。

近年来，刘战强教授团队创新性地开发了基于光学、声学和力学的原位测量方法，探究切削加工过程材料塑性变形和断裂的物理本质，在双光路原位测量、原位微观组织表征、晶粒变形和断裂的原位表征、基于重力势能的切削能量表征等方面取得了一系列研究进展，相关成果发表在J Manuf Process（2024,117, 134-144）、J Mate. Res Technol（2025,36, 939-948）、J Alloys Compd（2025,181991）、CIRP J Manuf Sci Technol（2024, 55, 224-233）、Measurement（2025, 250, 117197）等期刊。以上研究工作得到国家自然科学基金和国家重点研发计划的资助。