屈服玻璃在剪切作用下的疲劳失效时间的随机性

疲劳失效发生在固体受循环加载时。近期通过计算机仿真和理论模型，研究了施加循环剪切变形的玻璃，表征其疲劳失效循环数依赖于玻璃性质及变形幅值的特征。观察到当应变幅值接近疲劳极限时，平均失效循环数会发散。在本文中，我们通过计算机仿真研究模型玻璃在循环剪切变形和弹塑性模型中的疲劳失效时间分布。特别地，我们在原子分辨模拟中观察到，失效时间对数标准差与其平均值成正比，比例系数随系统规模增加而减小，表明失效时间分布趋于更尖锐。利用有限元弹塑性模型，我们观察到类似行为并进行了系统规模分析，表明在热力学极限下，标准差与均值的比值趋于零。此类分布不仅源于受循环变形样本中失序性分布，还源于失效过程内在随机性，我们通过随机损伤积累模型进行分析。