Bridging micro to macroscale fracture properties in highly heterogeneous brittle solids: weak pinning versus fingering

اثر ناهمگونی شدید سختی بر ویژگی های شکست مغناطیسی جامدات شکننده در زمینه انتشار تکه های فلزی مورد بررسی قرار گرفته است. مکانیسم اساسی در بازی این است که در هنگام مواجه شدن با مواد سخت تر، کرک به طور محلی آهسته یا حتی به دام افتاده است. تغییر شکل شکل القا شده در نتیجه یک انتخاب از مقادیر چقرمگی محلی است که در مقیاس بزرگتر روی مقاومت به مواد بازتاب می یابد. برای رفع این پیچیدگی و شکستن نقاط میکرو به مقیاس بزرگ در شکست رسانه های شدید ناهمگن، ما پیشنهاد یک روش همگن سازی بر اساس معرفی دو خواص ماکروسکوپی مکمل: یک چقرمگی ظاهری که از بارگذاری مورد نیاز برای ایجاد انتشار ترک و یک انرژی موثر شکستن تعریف شده است از میزان انرژی آزاد شده در واحد سطح باز شدن کرک. رابطه بین این خواص همگن و ویژگی های نقشه سختی محلی با استفاده از روش تکرارپذیری محاسبه می شود. این رویکرد به یک تکه دایره ای متصل شده توسط آرایه ای دوره ای از موانع غیر قابل تغییر در جهت شعاعی اعمال می شود که باعث می شود دو رژیم متفاوت مجزا ایجاد شود: یک رژیم ضعیفی که در آن کرک پس از رسیدن به حالت تعادل و یک رژیم انگشت مشخص شده توسط رشد مداوم مناطق محلی از جبهه ها در حالی که بخش های دیگر به دام افتاده است. رویکرد ما با موفقیت در هر دو مورد، خواص شکست مایکرو تا خواص مغناطیسی را نشان می دهد و نشان می دهد که چگونه ناهمگونی های مقیاس کوچک می تواند به شدت بر پاسخ شکست کلی جامدات شکننده باشد. در دیدگاه وسیع تر، ما معتقدیم که رویکرد ما می تواند به عنوان یک ابزار قدرتمند برای طراحی منطقی جامدات ناهمگون شکننده و رابط با ویژگی های شکست خورده مورد استفاده قرار گیرد.