重新审视裂纹撞击界面问题：脆性断裂相场方法与界面内聚区模型相互作用的建模框架
材料科学
2017-05-24 v1
摘要
由于裂纹撞击界面问题在固体力学与物理中的重要地位，过去三十年来已被深入研究。在本研究中，鉴于脆性断裂相场方法的最新进展，重新审视了该问题。为此，本文提出了一种结合块体脆性断裂相场建模方法与既有黏附界面内聚区模型的新型公式，以研究界面处裂纹穿透与偏转之间的竞争。该模型在有限元方法框架内采用整体全隐式求解策略实现，用于深入理解模型参数在上述竞争中的作用。特别地，本研究分析了界面与相邻块体之间的断裂韧性比以及耗散模型的特征断裂长度尺度的作用。对于脆性界面，基于线弹性断裂力学准则的裂纹穿透、单次偏转或双次偏转的渐近预测被本方法完全捕获。此外，通过增大沿界面的过程区尺寸，或改变相场模型的内部长度尺度，出现了新的复杂现象，例如裂纹穿透与偏转同时发生，以及从单一裂纹穿透到偏转并穿透随后分支进入块体的转变。
引用
@article{arxiv.1702.01102,
title = {Revisiting the problem of a crack impinging on an interface: a modeling framework for the interaction between the phase field approach for brittle fracture and the interface cohesive zone model},
author = {Marco Paggi and Jose Reinoso},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.01102},
year = {2017}
}