动态断裂中失稳的起源
软凝聚态物质
2019-12-02 v2 应用物理
摘要
动态断裂中裂纹的不稳定生长(粗糙裂纹表面与裂纹分支)长期以来在各种材料中观察到。迄今为止，对这些失稳尚无普遍认同的解释。在此，我们证明：1)由于裂纹体中的非均匀应力分布以及高应力区随裂纹速度增加而扩展，受力裂纹体可被视为一种临时层状材料(TLLM)，其具有面积自动增大的“脆性层”。2)对于该TLLM，在小速度下只需一条裂纹即可使其“脆性层”中的应力降至某特定值以下。结合整个系统的不对称性，这导致粗糙裂纹表面。3)当裂纹速度达到某特定值时，“脆性层”足够大。必须形成两条裂纹，否则应力无法降至该特定值以下，从而导致裂纹分支。裂纹扩展可类比于道路上行驶的汽车：裂纹体中的高应力区提供一条“道路”让裂纹“通行”。
引用
@article{arxiv.1911.06426,
title = {Origin of instability in dynamic fracture},
author = {Chuang-Shi Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.06426},
year = {2019}
}
备注
6 pages, 3 figures