连续位错动力学中交滑移建模的数据驱动方法
材料科学
2022-09-29 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
交滑移是一种热激活过程，螺位错借此将其滑移面改变为共享同一伯格斯矢量的另一滑移面。该过程发生的速率由玻尔兹曼型表达式决定，该表达式是螺位错段长度与作用于位错上的应力的函数。在连续位错动力学（CDD）中，由于密度的粗粒化表示，关于螺位错段长度和位错上局部应力状态的信息丢失了。本工作中，提出一种数据驱动方法，通过分析离散位错构型来表征丢失的信息，从而能够在 CDD 框架中依据粗粒化位错密度和应力场实现交滑移建模。分析表明，螺位错段长度服从指数分布，而应力涨落（定义为位错上的应力与 CDD 中平均场应力之差）服从洛伦兹分布。提出了一种在 CDD 中利用螺位错段长度和应力涨落统计实现交滑移的新方法，并通过将 CDD 交滑移速率与离散位错动力学（DDD）速率比较进行了严格测试。该方法已与 DDD 模拟中使用的三种交滑移模型结合应用，这些模型主要在交滑移激活能的函数形式上不同。研究发现，不同的交滑移激活能公式产生不同的交滑移速率，但对 [001] 型加载的力学应力-应变响应和位错密度演化的影响极小。
引用
@article{arxiv.2209.13700,
title = {A data driven approach for cross-slip modelling in continuum dislocation dynamics},
author = {Vignesh Vivekanandan and Ben Anglin and Anter El-Azab},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.13700},
year = {2022}
}