各向异性铝板中的疲劳裂纹扩展——相场建模与实验验证
材料科学
2023-08-03 v1
摘要
疲劳裂纹扩展对于薄壁结构设计（如飞机机身蒙皮）具有决定性意义。用于生产该结构所用铝板的冷轧工艺导致了各向异性的力学性质。在本工作中，我们利用相场模型模拟疲劳裂纹扩展，因其具有模拟任意裂纹路径的优越能力。基于局部应变方法的疲劳变量描述了裂纹阻力的渐进弱化。关于断裂韧性的各向异性通过裂纹表面密度中的结构张量引入。该模型针对铝 AA2024-T351 板材参数化。一组实验的验证表明，考虑轧制方向时，拟合模型能够复现生长中疲劳裂纹的关键特征，包括裂纹路径方向与扩展速率。
引用
@article{arxiv.2308.00800,
title = {Fatigue crack growth in anisotropic aluminium sheets -- phase-field modelling and experimental validation},
author = {Martha Kalina and Vanessa Schöne and Boris Spak and Florian Paysan and Eric Breitbarth and Markus Kästner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.00800},
year = {2023}
}