多相材料中延性失效起始的微观拓扑效应——一种系统性计算方法
材料科学
2016-04-12 v1
摘要
多相材料是现代工程应用的关键。它们通常具有高强度和延展性。这些材料中有许多因通常较软的基体相发生延性断裂而失效。在这项工作中，我们通过将两相材料的微观结构与延性失效的起始相关联，系统地研究了相排列的影响。我们确定了一种单一的拓扑特征，其中持续显示出临界损伤水平。它由一个小的基体相区域构成，在取决于施加变形的方向上两侧均有硬相颗粒。由于这种构型，在基体内部观察到较大的拉伸静水应力和塑性应变，表明高损伤。这种拓扑特征在某种程度上先前已针对某些多相材料被认识到。然而，本研究深入揭示了相关的力学机制，包括载荷条件以及该特征周围材料中相排列的影响。此外，进行了参数研究以探索夹杂物相的体积分数和硬度的影响。对于相同的宏观硬化响应，预测延性会随硬相体积分数增加而同时其硬度降低而提高。
引用
@article{arxiv.1604.02858,
title = {Microstructural topology effects on the onset of ductile failure in multi-phase materials - a systematic computational approach},
author = {T. W. J. de Geus and R. H. J. Peerlings and M. G. D. Geers},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.02858},
year = {2016}
}