原位雙軸拉伸試驗(yàn)機(jī)融合了力學(xué)加載與實(shí)時(shí)觀測(cè)功能，其技術(shù)原理是在對(duì)試樣施加雙向拉伸載荷的同時(shí)，借助顯微或成像系統(tǒng)同步記錄材料表觀與內(nèi)部結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化，從而將力學(xué)響應(yīng)與形變機(jī)制在空間和時(shí)間維度上關(guān)聯(lián)起來。
原位雙軸拉伸試驗(yàn)機(jī)可獨(dú)立或按比例控制兩個(gè)垂直方向的拉力，使試樣在更接近實(shí)際服役狀態(tài)的復(fù)雜應(yīng)力條件下變形，彌補(bǔ)單向拉伸難以模擬多向受力的局限。原位觀測(cè)部分通過高分辨率成像或掃描模塊，在加載過程中捕捉裂紋萌生、擴(kuò)展、頸縮或相界演化等現(xiàn)象，并將影像與載荷、位移等力學(xué)數(shù)據(jù)同步，形成直觀的因果鏈條。這種原位同步能力讓研究者不僅能獲知材料何時(shí)失效，更能看清怎么失效，為理解失效機(jī)理提供直接證據(jù)。
應(yīng)用優(yōu)勢(shì)首先體現(xiàn)在機(jī)理解析的深度。傳統(tǒng)拉伸試驗(yàn)只能得到應(yīng)力-應(yīng)變曲線，而原位雙軸試驗(yàn)可揭示不同取向晶粒、夾雜物或微觀缺陷在復(fù)雜應(yīng)力下的行為差異，幫助建立更精確的微觀—宏觀性能關(guān)聯(lián)模型。其次是在材料研發(fā)中的指導(dǎo)作用。對(duì)復(fù)合材料、薄膜、柔性電子器件及生物軟組織等需承受多向應(yīng)變的材料，原位雙軸試驗(yàn)?zāi)茉u(píng)估其在復(fù)合載荷下的強(qiáng)度、韌性與穩(wěn)定性，為配方與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
該技術(shù)的另一優(yōu)勢(shì)是可實(shí)現(xiàn)過程的動(dòng)態(tài)追蹤與定量描述。通過圖像分析，可實(shí)時(shí)測(cè)量局部應(yīng)變場(chǎng)、裂紋長(zhǎng)度與分布密度，結(jié)合載荷數(shù)據(jù)反演材料本構(gòu)關(guān)系與損傷演化規(guī)律，為數(shù)值仿真提供可靠驗(yàn)證。對(duì)于質(zhì)量控制與失效分析，它可在接近真實(shí)工況的條件下復(fù)現(xiàn)缺陷擴(kuò)展路徑，輔助制定更有效的可靠性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
原位雙軸拉伸試驗(yàn)機(jī)還將實(shí)驗(yàn)與可視化緊密結(jié)合，使原本抽象的力學(xué)過程變得可觀測(cè)、可量化，提升了材料研發(fā)與工程評(píng)估的效率與深度，成為探究復(fù)雜應(yīng)力下材料行為與推動(dòng)高性能設(shè)計(jì)的重要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
