连接玻璃材料中颈缩与剪切带介导的拉伸失效
材料科学
2023-04-11 v2 软凝聚态物质
摘要
利用金属玻璃的拉伸实验与原子模拟，研究了在高温和/或低应变率下玻璃的颈缩介导拉伸失效，与低温和/或高应变率下剪切带介导拉伸失效之间的转变。我们通过实验与模拟表明，该转变通过一系列由极限抗拉强度参数化的宏观失效模式发生。利用大规模原子模拟并结合实验断口分析，对失效前的时空动力学进行定量分析，揭示了剪切驱动塑性与膨胀驱动空洞形成（空化）的集体演化与相互作用如何控制各种宏观失效模式。特别地，我们发现，在全局失效时，加载方向上最大空腔的尺寸在固定应变率下对温度呈现非单调依赖，这可用剪切驱动与膨胀驱动塑性之间的相互作用来解释。我们还发现最大空腔的尺寸与未变形试样的横截面积成比例。这些结果揭示了玻璃的拉伸失效机理，并强调有必要发展同时包含剪切与膨胀驱动不可逆过程的玻璃弹塑性本构模型。
引用
@article{arxiv.2212.10102,
title = {Bridging necking and shear-banding mediated tensile failure in glasses},
author = {David Richard and Ethen Lund and Jan Schroers and Eran Bouchbinder},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.10102},
year = {2023}
}