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多铁材料脆性断裂的相场模型。 (英语) 兹伯利07725723

摘要:多铁材料同时具有压磁、压电和电磁耦合效应,在各个领域有着广泛的应用。多铁材料通常是脆性材料,断裂韧性较低,准确预测多铁材料的断裂行为具有挑战性。本文利用哈密尔顿原理建立了多铁材料脆性断裂的相场模型。根据热力学第二定律,在相场法的背景下导出了本构方程。本理论框架统一了两种经典相场模型和四种电磁边界条件组合。将具有较高精度和较低计算成本的残差控制交错算法推广到磁电弹性断裂问题中。在二维和三维情况下进行了系统的数值模拟。详细研究了外加磁场、电场、电磁场边界条件对多铁材料断裂行为的影响。外加磁场不仅会加速或延迟断裂,还会影响裂纹路径。本工作有利于评估基于多铁性的器件在工程应用中的安全性。

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74倍 可变形固体力学
78至XX 光学、电磁理论
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