韧性材料的微裂纹扩展与分叉的晶体相场模拟

摘要：

采用晶体相场方法研究韧性单晶材料在双轴拉伸条件下微裂纹扩展与分叉的演化过程，分析应变、温度、初始裂口形状等因素对裂纹扩展和分叉的影响。结果表明：对于简单的单向拉伸，应变需要达到一定的临界值，裂纹扩展才会启动。对于二组相互垂直的双轴拉伸作用，当应变达到临界值后，裂纹扩展过程中会发生分叉现象。温度越高，裂纹扩展越快且分叉越多。裂纹在扩展过程中，体系能量不断降低，当裂纹出现分叉时，体系能量降低得更快。在裂纹扩展过程中，有时是会在裂尖处前方出现微小的空洞，类似在裂纹尖端前方出现位错发射情况，这些微小的空洞逐渐扩大连成裂纹。本文所得结果与相关模拟结果和实验结果符合。

关键词：晶体相场方法、微裂纹扩展、应变、韧性材料

分类号：TG111.5(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金51161003；广西自然科学基金重点项目2012GXNSFDA053001；广西大学广西有色金属及特色材料加工重点实验室开放基金GXKFJ12-01;广西大学科研基金XJZ110611

在线出版日期：2014-08-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：471-479