晶體相場方法研究等位移條件下裂紋的起裂及其擴展.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，各種新材料不斷的涌現(xiàn)，人們對材料性能及其安全性的關注度也在逐漸的提高。從人們認識材料斷裂失效之初，到現(xiàn)在，發(fā)展了比較完善的理論，為材料的實際應用提供了基礎;也形成了一些比較成熟的材料檢測手段，對服役中材料進行檢測。隨著計算機的快速發(fā)展，計算機模擬方法開始逐漸被科研人員應用到裂紋的研究中，能大大的降低試驗成本，而且能夠提供比較準確的理論指導。晶體相場方法是最近十幾年發(fā)展起來的一種新興的數(shù)值計算方法，相對于其他數(shù)值計算方法，

2、能夠從原子擴散的時間尺度以及空間尺度對材料組織的微觀演化進行相應的模擬。目前，材料內部微觀結構的起裂及其擴展演化研究已經有了長足的發(fā)展，但是，作為新興的數(shù)值模擬方法，其在該方面的相關研究還鮮有報道。本文采用晶體相場方法，研究等位移條件下，裂紋起裂的臨界尺寸，以及溫度，取向角，液相參數(shù)的不同對裂紋擴展情況的影響，結合自由能分析其相關機理。本文的主要成果如下:
　　1.等位移條件作用下，裂紋的起裂主要與垂直應變施加方向的初始缺口尺寸密

3、切相關，只有垂直應變方向上的缺口尺寸達到臨界值，樣品才會起裂，隨著溫度的升高，臨界尺寸會相應的減小。
　　2.平行于應變施加方向的初始缺口尺寸對裂紋起裂的時間有一定的影響，隨著尺寸的增加，裂紋的起裂時間會滯后，并且隨著溫度的升高，滯后現(xiàn)象會有明顯的減弱。
　　3.在等位移應變條件作用下，對于中心缺口為圓形的樣品，隨著液相參數(shù)的增大，裂紋起裂的機理不會被影響，但裂紋起裂及其擴展的進程會加快。
　　4.對于不同的取向角，裂