有限应变梯度塑性中的断裂问题
材料科学
2017-11-06 v1
摘要
本文提供了一个用于损伤与断裂评估的通用框架，其中包含应变梯度的影响。基于有限变形理论，对机制型和唯象型应变梯度塑性（SGP）理论进行了数值实现，并研究了裂纹尖端场。突出并讨论了连续介质SGP建模中这两种方法之间的异同。裂纹附近由几何必需位错（GNDs）引起的局部应变硬化导致应力远高于经典塑性预测值。当考虑大应变时，由于应变梯度对材料加工硬化的贡献，这些差异显著增大。量化了裂纹尖端处应力升高的幅度以及GNDs显著改变应力分布的前沿距离。SGP主导区延伸在具有物理意义的尺度上，可涵盖若干损伤机制的临界距离，对氢辅助开裂模型尤为相关。在唯象SGP理论的多参数版本中，观察到某一长度参数的重要作用。由于该参数也主导压痕测试的力学行为，结果表明模式I断裂的特征长度参数应从纳米压痕中推断。
引用
@article{arxiv.1711.01081,
title = {On fracture in finite strain gradient plasticity},
author = {Emilio Martínez-Pañeda and Christian F. Niordson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.01081},
year = {2017}
}