纤维束蠕变断裂模型中的破纪录爆发事件

我们研究了异质材料蠕变断裂的纤维束模型中，裂纹爆发时间序列中破纪录事件的统计特性。在该模型中，纤维因两种机制断裂：缓慢累积的损伤触发即时断裂的爆发，类似于实验中的声发射。断裂过程加速，使得断裂雪崩的尺寸增大，而连续事件之间的等待时间向失效方向减小。记录事件定义为尺寸大于时间序列中所有先前事件的爆发。我们分析了记录的统计特性，重点关注模型的等荷载分担（ELS）极限，并将结果与独立同分布随机变量的记录统计进行比较。计算机模拟显示，记录数量随事件数量的对数增长，除非在宏观失效附近，此时呈现指数依赖关系。这两个区域可分别归因于小爆发尺寸下无序的主导地位，以及应力增强导致的大爆发有效触发。记录的大小和连续记录事件之间的增量均服从幂律分布，具有共同的指数1.33，显著不同于纤维束通常的ELS爆发尺寸指数。等待时间的分布遵循相同的行为，但在低荷载和高荷载下具有两个不同的指数。通过研究记录的演化，我们识别出系统的一个依赖于荷载的特征尺度，该尺度在接近失效时区分了记录打破的减速和加速。