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非均匀微观结构中裂纹偏转/穿透的两组有序参数相场建模。 (英语) Zbl 1440.74357号

摘要:多晶体中裂纹偏转/穿透或表现为沿晶/穿晶断裂的建模一直是断裂力学和材料科学的挑战。本文建立了一个分别描述裂纹场和微观结构场的两组有序参数的相场模型,以研究界面处裂纹穿透和挠度之间的竞争。该模型的优点有三:(1)除了单晶特性(例如杨氏模量、泊松比和断裂韧度)外,晶界和/或界面的断裂韧度可以自动合并,(2)与集成相场和内聚区模型(其中内聚元素必须手动放置在界面上)相比,内聚界面在一个相场框架中处理,并且(3)两组顺序参数能够描述并发裂纹扩展和微观结构演化。通过将模拟的临界挠度角与线弹性断裂力学理论分析和实验结果进行比较,验证了该模型的正确性。然后将该模型应用于非均匀氮化硅多晶,以确定界面断裂韧性对材料的晶间/穿晶断裂转变和有效韧性的影响。

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74兰特 脆性断裂
74M25型 固体微观力学
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