基于微观力学的 GTN 连续介质模型扩展：考虑随机孔洞分布
应用物理
2023-11-14 v1 材料科学
计算工程、金融与科学
摘要
延性金属内孔洞分布的随机性使得从孔洞长大到聚合失效过程的损伤定量建模复杂化。尽管基于规则孔洞分布假设的单元胞模型已揭示导致延性失效的微观机制序列，随机性的影响仍具挑战性。本工作中，使用包含四个等尺寸随机分布孔洞的细观单元胞模型，以探寻对均匀化材料屈服面的统计效应。基于 15 个四孔洞单元胞实现的均值屈服面和屈服点标准差确定屈服轨迹。发现经典 GTN 模型与随机孔洞分布单元胞计算提取的屈服点均值非常吻合，而标准差 随施加应力状态变化。结果表明，应力三轴度 时标准差近零，而在 以上迅速增大，于 达最大值约 ，更高三轴度时略降。结果显示标准差对应力状态的依赖源于变形机制变化，因屈服时单元胞塑性变形体积分数存在良好相关变异。故随机孔洞分布在高应力三轴度激活不同于经典 GTN 模型韧带变薄机制的复杂局部化机制。提出将随机性效应引入 GTN 连续介质模型的方法，并与单元胞屈服轨迹高度吻合。
引用
@article{arxiv.2311.07236,
title = {A micro-mechanics based extension of the GTN continuum model accounting for random void distributions},
author = {I. Holte and K. L. Nielsen and E. Martínez-Pañeda and C. F. Niordson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.07236},
year = {2023}
}