线弹性断裂力学对原子尺度裂纹尖端处出现的几何非线性不敏感
材料科学
2022-08-25 v1
摘要
机械工程、材料科学等诸多领域已在连续介质尺度上广泛使用线弹性断裂力学（LEFM）。LEFM 也常被应用于原子尺度。然而，其在原子尺度的适用性研究较少，多数研究聚焦于非线弹性效应。利用一种谐波（断裂弹簧）最近邻势——它在离散晶格上与 LEFM 最为匹配——我们表明原子晶格的离散性导致在能量最小化过程中偏离 LEFM 位移场。我们提出这些偏差可归因于几何非线性，因为材料在键断裂前并无非线弹性响应。我们证明，在增量加载情形下，裂纹扩展与临界应力强度因子由集体受载区域控制，而无法仅从受应力裂纹尖端键的性质（最大伸长、最大承受力等）解析确定。
引用
@article{arxiv.2208.11462,
title = {LEFM is agnostic to geometrical nonlinearities arising at atomistic crack tips},
author = {Tarakeshwar Lakshmipathy and Paul Steinmann and Erik Bitzek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.11462},
year = {2022}
}