不兼容的非对称晶界迁移的力学

晶界（GB）迁移支配微结构演化，可通过滑动或剪切耦合来介导塑性变形。大量实验和数值研究报道了与晶界迁移相关的广泛行为，如缺陷发射或模式切换。值得注意的是，最近的研究报道在对称加载下呈现方向性非对称迁移速率，归因于晶界本质上非对称的迁移性；然而，尚缺乏对这种行为的机械学中尺度解释。本文引入了一种用于多相场框架内晶界本轴变形的本构流动规则，其中界面剪切通过相场 Allen-Cahn 方程响应于其机械共轨驱动力而演化。该表述系统地采用受晶体学启发的正规化晶界剪切运动学，并使弹性相容性调制晶界运动。迁移阈值、残余背压以及显著的方向性非对称性作为涌现的力学行为自然出现。对称和非对称倾斜晶界在机械、合成和曲率驱动加载下的仿真显示，在不兼容迁移后持续存在类似缺陷的残留应力，出现在大倾斜角下平面运动向层压运动的转变，甚至出现“仪表”行为。这些结果提供了对此类行为（如有效迁移性非对称性）的机械透明解释，并确立了弹性相容性作为中尺度边界介导塑性变形模型的本构机制。