Competing damage mechanisms in a two-phase microstructure: How microstructure and loading conditions determine the onset of fracture

در این مقاله رقابت شروع شکستگی در مرحله نرم افزاری و در مرحله سختی نسبتا شکننده در ریز ساختار یک ماده دو فاز مورد بررسی قرار می گیرد. یک مدل میکروساختار ساده برای پیش بینی شروع شکستگی ماکروسکوپی استفاده می شود. سادگی مدل تضمین محاسبات بسیار کارآمد را فراهم می کند، یک مطالعه جامع: طیف گسترده ای از فاز حجم فاز سخت و نسبت استرس عملکرد، برای طیف گسترده ای از شرایط استرس اعمال می شود. هر ترکیبی از این پارامترها با استفاده از یک مجموعه بزرگ (ریزپردازنده) ریز ساختارها مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. مشاهده شده است که تنها یک مرحله از شروع شکستگی ماکروسکوپی حاکم است: در سه وجهی استرس کم فاز نرم است غالب است، اما بیش از سه برابر شدن بحرانی، فاز سخت است که موجب کاهش شدید ورق می شود. این انتقال به شدت به پارامترهای ریز ساختار وابسته است. اگر فاز حجم فاز سخت کوچک باشد، شروع شکستگی توسط فاز نرم حتی در کنتراست فاز بالا تحت سلطه قرار می گیرد. در فاز جامد فاز بالاتر فاز سختی در حال حاضر در کنتراست فاز کم قرار دارد. این مدل ساده به این ترتیب مشاهدات تجربی از ادبیات را برای ترکیب خاصی از پارامترها، که ممکن است بیانیه های متناقض را در گذشته منجر شده است، تطبیق دهد. تجزیه و تحلیل میکروسکوپی نشان می دهد که توزیع فاز متوسط ​​در اطراف سایت های شروع شکستگی تقریبا برای دو مکانیسم شکست است. در امتداد جهت کشش، مناطق فاز سخت به طور مستقیم در کنار محل شروع شکستگی یافت می شوند. این "باند" فاز سخت از طریق سایت شروع به شکست با "نوارهای" فاز نرم با ترمیم برش متقاطع است. واضح است که ناسازگاری مکانیزم محلی برای شروع شکستگی غالب است، صرف نظر از اینکه شکست در مرحله نرم و یا سخت آغاز می شود.