一种用于环境辅助疲劳的内聚区框架
材料科学
2017-11-29 v1
摘要
我们提出了一种令人信服的有限元框架，通过氢和循环依赖的内聚区公式来模拟氢辅助疲劳。该模型建立在以下基础上：(i) 适当的环境边界条件，(ii) 由化学势梯度驱动的力学与氢扩散耦合响应，(iii) 以有限变形 J2 塑性为特征的力学行为，(iv) 现象学捕获模型，(v) 基于连续介质损伤力学的疲劳不可逆内聚区公式，以及 (vi) 依赖于由第一性原理计算得出的氢覆盖度的牵引-分离定律。计算表明，本方案适当地捕捉了主要实验趋势；即疲劳裂纹扩展速率对加载频率和环境的敏感性。彻底研究了屈服强度、加工硬化和约束条件在作为频率函数增强裂纹扩展速率方面的作用。结果揭示了需要纳入额外的应力升高来源，例如梯度增强位错硬化，以实现与实验的定量一致。
引用
@article{arxiv.1711.09965,
title = {A cohesive zone framework for environmentally assisted fatigue},
author = {Susana del Busto and Covadonga Betegón and Emilio Martínez-Pañeda},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.09965},
year = {2017}
}