基于能量型表述的疲劳与循环塑性耦合相场建模
数值分析
2020-11-10 v4 材料科学
数值分析
摘要
本文提出一个建模框架，用以描述脆性与延性材料中循环失效的驱动机制，包括循环塑性与疲劳裂纹扩展。利用率无关系统的能量型表述设计了一个变分模型，将疲劳断裂的相场描述与包含多面运动硬化、梯度增强各向同性硬化/软化以及棘轮效应的循环塑性模型相耦合。该耦合模型嵌入两种显著的疲劳效应。第一种捕捉由塑性应变累积驱动的低温疲劳特征，第二种考虑由自由能累积驱动的高周疲劳。如若干数值模拟所示，这些机制间的相互作用使得模型能够描述在力加载与位移加载下的广泛循环响应。此外，断裂的相场方法可刻画疲劳诱发裂纹的萌生与扩展。
引用
@article{arxiv.1910.10007,
title = {Phase-field modeling of fatigue coupled to cyclic plasticity in an energetic formulation},
author = {Jacinto Ulloa and Jef Wambacq and Roberto Alessi and Geert Degrande and Stijn François},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.10007},
year = {2020}
}
备注
Minor errata corrections (pages 17 and 18). 48 pages, 22 figures