应变梯度塑性理论下的损伤与断裂建模
材料科学
2017-10-17 v1
摘要
本文利用基于Taylor位错模型建立的应变梯度塑性（SGP）理论，数值分析了塑性尺寸效应对金属材料断裂过程的影响。由于裂纹附近通常发生大变形，所选SGP理论的数值框架被推广以允许大应变与大转动。该材料模型通过用户子程序在商业有限元（FE）软件中实现，并采用边界层公式对无限小变形理论与有限变形理论下的裂纹尖端场进行了全面评估。进行了广泛的参数化研究，并量化了与传统塑性理论相比裂纹尖端前方应力分布的差异。作为应变梯度对材料加工硬化贡献的结果，有限元结果表明，当考虑有限应变时，SGP与传统塑性理论应力场之间差异的量级和范围显著增加。由于考虑大应变时应变梯度显著改变应力场的位置距裂纹尖端的距离可能高出一个数量级，结果表明，塑性尺寸效应可能对现有文献中尚未考虑其影响的多种损伤机制建模具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1710.05374,
title = {Modeling damage and fracture within strain-gradient plasticity},
author = {E. Martínez-Pañeda and C. Betegón},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.05374},
year = {2017}
}