氢助力疲劳裂纹增长的计算预测
计算工程、金融与科学
2024-05-21 v1 材料科学
应用物理
化学物理
摘要
本文提出了一个新模型，用于预测氢助力疲劳。该模型结合了裂纹与疲劳的相场描述、应力驱动的氢扩散以及循环应力和氢贡献的韧性退化表述。氢助力疲劳裂纹增长的预测结果在所有所考察的情形下（包括多个载荷比、H2压力和加载频率）均与实验结果高度吻合。这些结果无需针对氢助力疲劳数据进行任何校准，仅需输入机械和氢输运材料属性、材料的疲劳特性（来自单个空气中的测试）以及裂纹韧性对氢含量的灵敏度。此外，该模型用于确定：（i）哪些测试加载频率适合获取保守数据，以及（ii）在不预充电样品时会产生的低估。该模型能够处理实验室试件和大型工程组件，实现了暴露于氢环境和循环加载条件下的虚拟测试范式。
引用
@article{arxiv.2405.11210,
title = {Computational predictions of hydrogen-assisted fatigue crack growth},
author = {C. Cui and P. Bortot and M. Ortolani and E. Martínez-Pañeda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.11210},
year = {2024}
}