高无序度下失效强度的尺寸标度

我们研究了当材料的局部强度从重尾分布中采样且无序度在宽广范围内变化时，其宏观响应与极限强度的尺寸标度如何改变。在纤维束模型中采用等载荷与局域载荷共享，我们证明了随着无序度逐渐增加，系统从完全脆性行为转变为准脆性行为。当载荷共享为局域时，失效区域周围的高载荷集中使系统更易失效，因此需要更高无序度以实现稳定。在固定无序度下增大系统尺寸，获得了惊人的尺寸效应：小尺寸下系统的极限强度随尺寸增大而增大，通常的减小行为仅在一个特征系统尺寸之后才出现。尺寸效应的增大区间即便在局域载荷共享下也持续存在，然而超过特征系统尺寸后，载荷集中导致相比等载荷共享的强度显著降低。我们表明，基于纤维强度的极值顺序统计可对结果给出恰当解释。