真实断裂准则对裂纹形貌的影响

我们研究了在采用随机离散元方法的数值模拟中，真实断裂准则对所得裂纹形貌的影响。结果采用两种与弹性理论一致的准则获得，并与先前使用原始准则的结果进行比较，原始准则在该方法首次发表时被选定。传统的选择是仅将组合载荷视为弯曲与拉伸力之间的相互作用，完全忽略剪切力。此外，旧准则中弯曲与拉伸的组合仅对塑性变形才是正确的。我们的结果表明，剪切力的纳入对裂纹形貌有深远影响。我们考虑两类外部载荷：施加于圆柱体的扭转和施加于立方体的拉伸。在拉伸情形下，表征裂纹粗糙度随系统尺寸标度关系的指数在采用真实断裂准则时被发现非常接近实验值ζ=0.5。在当前计算中我们得到ζ=0.52，该值在所有无序度下保持恒定。我们提出，小尺度指数ζ=0.8作为晶面间解理的结果而出现，因而需要不同于大尺度所用准则的断裂准则。