断裂的有限元与原子主义建模比较

界面的内聚律是否足以利用内聚区模型对多晶体中的断裂进行建模？我们通过比较硅多晶体的全原子模拟与具有相似整体几何形状的有限元模拟来考察这一问题。有限元模拟中使用的内聚律是通过原子主义方法测得的。我们详细描述了如何将原子主义晶界断裂模拟的输出转换为内聚区模型所需的分段线性形式。我们讨论了晶界微观参数（界面部分的选择、晶粒彼此的相对平移以及每个晶格取向的切割平面）对内聚律和多晶体断裂的影响。我们发现原子主义模拟在较低的外部应力水平下发生断裂，表明原子主义模拟中断裂的起始可能主要由外表面、内部边缘、角落及晶粒连接处的不规则原子结构主导。因此，仅凭界面的内聚性质可能不足以利用连续介质方法对多晶体的断裂进行建模。