层级材料的蠕变失效
材料科学
2023-12-20 v1
摘要
本文通过模拟梁网络模型研究了层级材料的蠕变失效。此类模型是层级纤维材料的理想化，其中承载纤维束通过多级（层级）交联连接在一起。假定单根梁的失效由局部势垒上的应力辅助热激活控制，并通过求解网络中线动量与角动量的全局平衡方程来计算梁应力。无序性由势垒高度的统计分布来模拟。考虑了初始完整样品和包含不同长度侧向缺口的样品。对具有层级交联图案的样品与无层级组织随机放置交联的参考样品进行了模拟。结果表明，层级图案可大幅增加蠕变应变和蠕变寿命，同时降低寿命方差。这是因为层级图案诱发了一种失效模式，该模式与通过临界裂纹成核与扩展导致失效的标准场景显著不同。对该失效模式的表征表明，本模拟与在层级图案纸片上的实验发现吻合良好。
引用
@article{arxiv.2312.11680,
title = {Creep failure of hierarchical materials},
author = {Mahshid Pournajar and Paolo Moretti and Seyyed Ahmad Hosseini and Michael Zaiser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.11680},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 5 figures