用于估算金属单晶层裂参数的多尺度建模

材料动态断裂的建模涉及使用流体动力学代码，这些代码在时空上求解质量、能量和动量的基本守恒律。这需要适当的模型来处理弹塑性变形、状态方程、材料强度和断裂。形核与长大（NAG）损伤模型是一种微观物理模型，它通过考虑孔洞或裂纹的形核、长大和合并等现象来计算材料中的损伤量。NAG模型涉及多个材料模型参数，如形核阈值、长大阈值等。传统上，这些参数通过拟合实验孔洞体积分布来确定。在本文中，我们将这些参数拟合到孔洞形核与长大的分子动力学（MD）模拟，并在多尺度计算方法中将拟合参数用于流体动力学模拟。立方金属单晶经受各向同性变形，并从模拟中对孔洞的形核及其长大进行后处理。这些结果用于自研的粒子群优化（PSO）代码，以获得我们关注材料的NAG参数。将在自研一维流体动力学代码中使用这些参数，得到层裂强度和层裂厚度等断裂参数。所得结果用已发表的Mo、Nb和Cu的实验数据进行了验证，这些材料已用多尺度模型模拟。本文描述了该多尺度模型在获取Al的NAG断裂模型参数及其层裂数据中的应用。结果与已发表的单晶Al实验结果进行了比较。