JMPS：塑性与断裂耦合的离散-连续模型

来自清华大学航天工程学院应用力学实验室的Zhangtao Li等人在热力学一致性框架下提出了一种离散-连续耦合塑性-断裂模型，该模型不仅可以再现离散裂纹-位错相互依存动力学，还可以通过同时考虑连续塑性和断裂场的共同演化来展示处理复杂边值问题的能力和灵活性。该模型具有许多优点，包括精确捕捉位错上裂纹表面的图像力、屏蔽和抗冲击性能。

图1 显示耦合方法框架的示意图

图2 计算流程图

图3 （a） 位错环的结构和裂纹表面的位置。（b） x=0平面上σ22的数值结果。（c） 相互作用积分法中截面的定义。（d） 将数值结果（橙色圆圈）与理论解（蓝线）进行比较。

图4实验观察和模拟结果的比较：（a）Cr的透射电子显微镜图像（Steinberger等人，2023），（b）模拟中裂纹尖端发射的位错，（c）电子背散射衍射的钨位错密度（Ast等人，2018），（d）裂纹扩展后的位错构型。

相关研究成果以“A discrete–continuous model of coupled plasticity and fracture”为题发表在J. Mech. Phys. Solids 197 (2025) 106044，论文第一作者为Zhangtao Li，通讯作者为Yinan Cui。