材料不确定性的层次化多尺度量化
计算物理
2021-06-30 v1
摘要
许多材料的宏观行为十分复杂，是跨广泛差异尺度运行的机制的最终结果。对跨尺度材料行为的不完备认知是整体材料行为的认知不确定性的一个来源。然而，由于材料响应的复杂性以及积分计算高昂的计算代价，评估这种不确定性十分困难。本文中，我们利用材料响应的多尺度与层次化本质，发展了一种无需积分计算即可量化材料响应整体不确定性的方法。具体而言，我们对每一尺度上的不确定性给出界，再以提供一种整体或积分不确定性界的方式组合这些局部不确定性。该界给出了不确定性的保守估计。重要的是，此方法不需要代价高昂的积分计算。我们在多晶镁板的弹道冲击问题上展示了该框架。镁及其合金作为有前景的轻量化结构与防护材料正受到关注。最后我们指出，该方法是材料设计方法中也可用于研究整体响应对较低尺度特定机制的敏感性。
引用
@article{arxiv.2102.02927,
title = {Hierarchical multiscale quantification of material uncertainty},
author = {Burigede Liu and Xingsheng Sun and Kaushik Bhattacharya and Michael Ortiz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.02927},
year = {2021}
}