变形梯度塑性断裂

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我希望下面这篇文章你会感兴趣。我们首次使用Gurtin(2004)的梯度塑性理论来研究裂纹尖端力学，揭示了裂纹尖端附近存在弹性核，类似于无位错区。此外，我们还表明应变梯度硬化和位错堵塞的结合可以使弹塑性材料界面的脆性断裂合理化。

S. Fuentes-Alonso, E. Martínez-Pañeda。变形梯度塑性断裂。工程科学学报(自然科学版)，32 (2)(2020)

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0020722520301567

由于其优越的建模能力，人们对变形梯度塑性理论越来越感兴趣，其中塑性自旋在自由能和耗散中的作用被考虑在内。在这项工作中，变形梯度塑性被用来洞察材料在裂纹尖端之前的变形。这也是首次采用奈张量作为原始运动变量的梯度塑性理论断裂力学分析。首先，分析研究了裂纹尖端场的渐近性质。定义了广义的j积分，并用它来确定奇异的幂。结果表明，在裂纹尖端附近存在一个内弹性区域，其中弹性应变占主导地位，柯西应力遵循线性弹性r^-1/2应力奇点。这一发现通过使用新的数值框架进行详细的有限元分析得到了验证，该框架建立在粘塑性本构律的基础上，能够以高效的计算方式捕获速率相关和速率无关的行为。通过数值分析，进一步了解变形梯度塑性相对于传统J2塑性预测的应力升高，以及I型和混合模式断裂条件下塑性自旋的影响。研究发现，Nye张量贡献在提高塑性区域应力方面的作用较弱，而预测的渐近行为与基于塑性应变梯度张量的本构选择相同。观察到对控制塑性自旋耗散的参数χ有较小的敏感性。 Finally, distortion gradient plasticity and suitable higher order boundary conditions are used to appropriately model the phenomenon of brittle failure along elastic-plastic material interfaces. We reproduce paradigmatic experiments on niobium-sapphire interfaces and show that the combination of strain gradient hardening and dislocation blockage leads to interface crack tip stresses that are larger than the theoretical lattice strength, rationalising cleavage in the presence of plasticity at bi-material interfaces.