×
侯赛因·达尔班;弗朗西斯科·法布罗西诺;莱蒙多·卢西亚诺

纳米梁的尺寸依赖性线弹性断裂。 （英语） Zbl 07278783号

国际工程科学杂志。 157，文章ID 103381，13 p.（2020）.
摘要：基于离散层方法和界面模型，提出了一种非局部线弹性断裂公式，用于研究裂纹纳米梁。该公式使用应力驱动的非局部弹性理论解释本构方程中的尺寸相关性，并使用伯努利-尤勒梁理论定义运动场。研究了两种基本的I型和II型断裂纳米样品及其在工程科学中的应用，以揭示纳米尺度梁的线弹性断裂的主要特征。通过横向和纵向对区域进行离散，通过求解受变量一致性和本构边界及连续性条件约束的非局部平衡方程组，导出场变量。断裂纳米样品的能量释放率是从整体能量考虑和裂纹尖端的局部场（即内聚力和位移跳跃）计算得出的。结果表明是相同的，证明了界面模型预测裂纹尖端局部场的能力，这些场对内聚断裂问题很重要。研究发现，具有较高非局部性的纳米样品具有较高的能量吸收率和较低的能量释放率，因此具有较高的断裂阻力和承载能力。还研究了纳米试件中的裂纹扩展，并给出了载荷-位移曲线。非局部性大大增加了纳米样品初始线性响应的刚度。断裂模型还能够捕获非线性峰后响应和不稳定裂纹扩展，即snap-back不稳定性，这对于非局部性较高的纳米样品来说更为强烈。

引用于10文件

MSC公司：

74-XX岁 可变形固体力学
76倍 流体力学

关键词：

裂纹纳米梁;非局部断裂;能量释放率;有结合力的;裂纹扩展
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{H.Darban}等人，《国际工程科学杂志》。157，文章ID 103381，第13页（2020；Zbl 07278783）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Almagableh，A。；Omari，医学硕士。；Sevostianov，I.，《多壁锯齿形碳纳米管各向异性弹性特性的建模》，《国际工程科学杂志》，144，第103127页，（2019）·Zbl 1476.82016年
[2] 阿普佐，A。；巴雷塔，R。；卡纳迪亚，M。；Feo，L。；卢西亚诺，R。；Marotti de Sciarra，F.，纳米梁扭转的封闭模型，增强非局部公式，复合材料第B部分：工程，108，315-324（2017）
[3] Aydogdu，M.，使用一般非局部单峰杆理论和晶格动力学校准非局部参数的纳米棒中的纵波传播，国际工程科学杂志，56，17-28（2012）
[4] 巴雷塔，R。；Feo，L。；卢西亚诺，R。；Marotti de Sciarra，F。；Penna，R.，《功能梯度Timoshenko纳米梁：一种新型非局部梯度配方》，复合材料B部分：工程，100208-219（2016）
[5] 巴雷塔，R。；Feo，L。；卢西亚诺，R。；Marotti de Sciarra，F.，增强版Eringen微分模型在纳米技术中的应用，复合材料B部分：工程，96，274-280（2016）
[6] 巴雷塔，R。；阿娜·伊亚，M。；卢西亚诺，R。；Marotti de Sciarra，F.，纳米梁非局部热弹性行为的应力驱动模型，国际工程科学杂志，126，53-67（2018）·Zbl 1423.74457号
[7] 巴雷塔，R。；迪亚科，M。；Feo，L。；卢西亚诺，R。；Marotti de Sciarra，F。；Penna，R.，纳米梁扭转的应力驱动积分弹性理论，力学研究通讯，87，35-41（2018）
[8] 巴雷塔，R。；Faghidian，S.A。；Luciano，R.，《应力驱动的整体弹性对纳米薄膜的纵向振动》，《先进材料与结构力学》，第26、15、1307-1315页（2019年）
[9] 巴雷塔，R。；Feo，L。；Luciano，R.，功能梯度非局部粘弹性圆形纳米梁的扭转，复合材料第B部分：工程，72217-222（2015）
[10] Basutkar，R.，包含柔性电效应的纳米级串联双晶片压电能量采集器的分析模型，国际工程科学杂志，139，42-61（2019）·兹比尔1425.74171
[11] Belytschko，T。；肖，S.P。；沙茨，G.C。；Ruoff，R.S.，《纳米管断裂的原子模拟》，《物理评论》B，65，23，第235430页，（2002）
[12] 布鲁诺，D。；Greco，F.，《板中的混合模式分层：改进方法》，《国际固体与结构杂志》，38，50，9149-9177（2001）·Zbl 1021.74022号
[13] 布鲁诺，D。；格雷科，F。；Lonetti，P.，层压复合材料中混合模式分层和接触分析的耦合界面多层方法，国际固体与结构杂志，40，26，7245-7268（2003）·兹比尔1065.74064
[14] Caporale，A。；Darban，H。；Luciano，R.，《具有荷载不连续性的非局部梁的精确闭合解》，《先进材料和结构力学》（2020年）
[15] Challamel，N。；Wang，C.M.，《非局部悬臂梁的小尺度效应：一个悖论的解决》，《纳米技术》，第19、34页，第345703页（2008）
[16] Dai，H.L.，《流体输送纳米管的非线性行为和屈曲》，《国际工程科学杂志》，87，13-22（2015）
[17] Daneshmehr，A。；Rajabboor，A。；Hadi，A.，基于高阶非局部弹性理论的功能梯度材料纳米板的尺寸依赖性自由振动分析，《国际工程科学杂志》，95，23-35（2015）·Zbl 1423.74123号
[18] Daneshmehr，A。；Rajabboor，A。；Pourdawood，M.，基于非局部弹性和高阶板理论以及不同边界条件的尺寸相关功能梯度纳米板的稳定性，《国际工程科学杂志》，82，84-100（2014）
[19] Darban，H。；卢西亚诺，R。；Caporale，A。；Fabbrocino，F.，剪切变形纳米梁中的高阶屈曲模式，《国际工程科学杂志》，154，第103338页，（2020年）·Zbl 07228669号
[20] Darban，H。；Fabbrocino，F。；Feo，L。；Luciano，R.，通过应力驱动的非局部弹性模型对双参数弹性地基上纳米梁的尺寸相关屈曲分析，先进材料和结构力学，1-9（2020）
[21] Dehrouyeh-Semnani，A.M.，《尺寸效应对旋转微束扇形振动的影响》，《国际工程科学杂志》，94150-163（2015）·Zbl 1423.74465号
[22] Demir，圣彼得堡。；西瓦莱克。，《关于微束分析》，《国际工程科学杂志》，121，14-33（2017）·兹比尔1423.74470
[23] Doan，T。；Le-Quang，H。；To，Q.-D.，《含有任意形状纳米孔隙的二维材料的有效弹性刚度》，《国际工程科学杂志》，150，第103234页，（2020）·Zbl 07205482号
[24] 埃伯哈特，O。；Wallmersperger，T.，《包含第二代REBO势的碳纳米管的高级分子结构力学模型》，《国际工程科学杂志》，144，第103137页，（2019）·2017年7月14日
[25] 易卜拉希米，F。；Barati，M.R.，用于智能纳米结构动态分析的非局部高阶精细磁电-粘弹性梁模型，国际工程科学杂志，107，183-196（2016）
[26] Eltaher，医学硕士。；卡特，M.E。；Emam，S.A.，《纳米梁弯曲、屈曲、振动和波传播的非局部弹性模型综述》，应用数学建模，40，5，4109-4128（2016）·兹比尔1459.74059
[27] Eringen，A.C.，非局部极弹性连续统，国际工程科学杂志，10，1，1-16（1972）·Zbl 0229.73006号
[28] Eringen，A.C.，平面波非局部弹性和色散的线性理论，国际工程科学杂志，10，5，425-435（1972）·Zbl 0241.73005号
[29] Eringen，A.C.，非局部弹性中的螺位错，《物理杂志D：应用物理》，10，5，671-678（1977）
[30] Eringen，A.C.，《关于非局部弹性微分方程以及螺位错和表面波的解》，《应用物理杂志》，54，9，4703-4710（1983）
[31] 埃林根，A.C。；Edelen，D.G.B.，《论非局部弹性》，《国际工程科学杂志》，10，3，233-248（1972）·Zbl 0247.73005号
[32] Farajpour，A。；Ghayesh，M.H。；Farokhi，H.，《纳米结构力学综述》，《国际工程科学杂志》，133，231-263（2018）·Zbl 1423.74693号
[33] Farokhi，H。；Ghayesh，M.H.，电动微板的非线性力学，国际工程科学杂志，123，197-213（2018）·Zbl 1423.74541号
[34] Fernández-Sáez，J。；扎埃拉，R。；Loya，J.A。；Reddy，J.N.，《使用Eringen积分公式弯曲Euler-Bernoulli梁：解决悖论》，《国际工程科学杂志》，99，107-116（2016）·Zbl 1423.74477号
[35] Fernández-Sáez，J。；Zaera，R.，使用两相非局部弹性理论的Bernoulli-Euler梁振动，国际工程科学杂志，119232-248（2017）·Zbl 1423.74476号
[36] Fotouhi，M.M。；费鲁兹·阿巴迪（Firouz-Abadi，R.D.）。；Haddadpour，H.，使用非局部连续体壳模型对嵌入弹性介质中的纳米晶体进行自由振动分析，《国际工程科学杂志》，64，14-22（2013）·兹比尔1423.74390
[37] Gerberich，W.W.，纳米探测断裂长度刻度（2006），施普林格：施普林格-多德雷赫特，荷兰·Zbl 1112.74488号
[38] Gerberich，W.W.，“脆性”材料强度、延展性和韧性的尺度效应，材料研究杂志，24，3，898-906（2009）
[39] Ghayesh，M.H。；Farajpour，A.，《功能梯度纳米和微尺度结构力学综述》，《国际工程科学杂志》，137，8-36（2019）·Zbl 1425.74358号
[40] Ghayesh，M.H。；Farajpour，A。；Farokhi，H.，流体输送微管的粘弹性耦合力学，国际工程科学杂志，145，第103139页，（2019）·兹比尔1476.74028
[41] Ghayesh，M.H。；Farokhi，H。；Farajpour，A.，流体输送纳米管的全球动力学，国际工程科学杂志，135，37-57（2019）·Zbl 1423.76469号
[42] Govorov，A。；温策尔，D。；米勒，S。；卡南，A。；Sevostianov，I.，承受压缩载荷的环氧石墨烯和环氧碳纳米纤维复合材料的导电性，国际工程科学杂志，123，174-180（2018）
[43] Jalaei，M.H。；西瓦莱克。，磁性嵌入粘弹性多孔FG纳米梁的动态不稳定性，国际工程科学杂志，143，14-32（2019）·2018年1476.8兹罗提
[44] 科尔多米尼科夫，S.N。；Alyokhin，V.V。；Babichev，A.V.，《单层石墨烯板的分子力学》，《国际工程科学杂志》，133，109-131（2018）·Zbl 1423.74546号
[45] 拉扎尔，M。；Agiasofitou，E.，非局部各向异性弹性中的螺位错，国际工程科学杂志，49，12，1404-1414（2011）·Zbl 1423.74099号
[46] 雷，Y。；阿迪卡里，S。；Friswell，M.I.，非局部Kelvin-Voigt粘弹性阻尼Timoshenko梁的振动，国际工程科学杂志，1-13（2013），66-67·Zbl 1423.74398号
[47] 李，C。；姚，L。；Chen，W。；Li，S.，《纳米悬臂梁的非局部效应评论》，《国际工程科学杂志》，87，47-57（2015）
[48] 卢奇。；Bhattacharya，B.，锯齿形单壁碳纳米管的抗断裂性能，纳米技术，17，5，1323-1332（2006）
[49] 卢西亚诺，R。；Caporale，A。；Darban，H。；Bartolomeo，C.，智能材料非局部应力驱动Timoshenko纳米梁弯曲和屈曲的变分方法，力学研究通讯，第103470条，pp.（2019）
[50] 卢西亚诺，R。；Darban，H。；巴托洛梅奥，C。；Fabbrocino，F。；Scorza，D.，《使用应力驱动非局部模型的非经典边界条件下纳米梁的自由弯曲振动》，《力学研究通讯》，107，第103536页，（2020）
[51] Majewski，M。；霍洛布特，P。；Kursa，M。；Kowalczyk Gajewska，K.，弹塑性颗粒复合材料中的堆积和尺寸效应：微观力学建模和数值验证，国际工程科学杂志，151，文章103271，pp.（2020）·Zbl 07205496号
[52] 马里兰州Malikan。；Krasheninikov，M。；Eremeyev，V.A.，基于三维磁场下非局部应变梯度壳模型的纳米复合壳的扭转稳定性，《国际工程科学杂志》，148，第103210页，（2020）·Zbl 07167846号
[53] 麦地那，L。；吉拉特，R。；Krylov，S.，静电驱动初始弯曲微板的双稳态准则，国际工程科学杂志，130，75-92（2018）·Zbl 1423.74314号
[54] 穆斯塔法，K.B。；Zhong，Z.W.，单壁碳纳米管和单壁碳纳米颗粒在自重和轴向尖端力作用下的稳定性，国际工程科学杂志，50，1，268-278（2012）
[55] Naderi，A。；Saidi，A.R.，非线性聚合物介质中石墨烯板的非局部后屈曲分析，国际工程科学杂志，81，49-65（2014）
[56] Narendar，S。；罗伊·马哈帕特拉（Roy Mahapatra），D。；Gopalakrishnan，S.，基于分子结构力学、非局部弹性和波传播的扶手椅和锯齿形单壁碳纳米管的非局部标度参数预测，国际工程科学杂志，49，6，509-522（2011）·Zbl 1231.82096号
[57] Pinnola，F.P.，非局部梯度弹性梁的变一致动力学，国际工程科学杂志，149，第103220页，（2020）·Zbl 1476.74091号
[58] Pishkenari，H.N。；Afsharmanesh，B。；Tajaddodianfar，F.，用原子模拟校准硅纳米线横向振动的连续统模型，国际工程科学杂志，1008-24（2016）
[59] 拉赫玛尼，O。；Pedram，O.，基于非局部Timoshenko梁理论的功能梯度纳米梁振动尺寸效应分析和建模，国际工程科学杂志，77，55-70（2014）·Zbl 1423.74405号
[60] Reddy，J.N.，梁弯曲、屈曲和振动的非局部理论，国际工程科学杂志，45，2，288-307（2007）·Zbl 1213.74194号
[61] Reddy，J.N。；El-Borgi，S.，Eringen的梁非局部理论解释了适度旋转，国际工程科学杂志，82159-177（2014）·Zbl 1423.74510号
[62] 罗曼诺，G。；巴雷塔，R。；迪亚科，M。；Marotti de Sciarra，F.，非局部弹性纳米梁中的本构边界条件和悖论，国际机械科学杂志，121，151-156（2017）
[63] 罗曼诺，G。；Barretta，R.，《纳米梁的非局部弹性：应力驱动积分模型》，《国际工程科学杂志》，115，14-27（2017）·Zbl 1423.74512号
[64] 她，G.-。法律。；元，F.-G。；任，Y.-R。；Xiao，W.-S.，关于纳米管的屈曲和后屈曲行为，国际工程科学杂志，121，130-142（2017）·兹比尔1423.74353
[65] SoltanRezaee，M。；Afashi，M.，《可调谐纳米开关的非线性拉入行为建模》，《国际工程科学杂志》，109，73-87（2016）·Zbl 1423.74703号
[66] Srividhya，S。；Raghu，P。；Rajagopal，A。；Reddy，J.N.，使用三阶剪切变形理论对功能梯度板进行非局部非线性分析，国际工程科学杂志，125，1-22（2018）·Zbl 1423.74554号
[67] 泰国，H.-。T。；Vo，T.P.，非局部正弦剪切变形梁理论及其在纳米梁弯曲、屈曲和振动中的应用，《国际工程科学杂志》，54，58-66（2012）·Zbl 1423.74357号
[68] Tran，N.公司。；Ghayesh，M.H。；Arjomandi，M.，《环境振动能量采集器：性能增强非线性技术综述》，《国际工程科学杂志》，127162-185（2018）·Zbl 1423.74322号
[69] Wang，C.G。；夏，Z.M。；Tan，H.F.，一种改进的分子结构力学方法及其在石墨烯起皱中的应用，国际工程科学杂志，106，168-178（2016）
[70] 王，X。；王，C。；Schiavone，P.，具有界面滑移和扩散的纳米圆形非均匀性的平面内变形，国际工程科学杂志，108，9-15（2016）·Zbl 1423.74191号
[71] 温策尔，D。；Sevostianov，I.，《环氧-石墨烯基体单向碳纤维复合材料的导电性》，《国际工程科学杂志》，130，129-135（2018）
[72] Yang，S。；Kim，W。；Cho，M.，铜纳米粒子热烧结形成纳米多孔结构的聚结动力学和力学行为的分子动力学研究，国际工程科学杂志，123，1-19（2018）
[73] 朱，X。；王，Y。；Dai，H.-H.，使用Eringen的两相非局部模型对Euler-Bernoulli梁进行屈曲分析，国际工程科学杂志，116130-140（2017）·Zbl 1423.74360号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。