基于相场法的含不同孔隙形态的弹性材料断裂路径研究

本研究通过相场方法探讨了在两种不同等比例加载条件下,具有相同孔隙率但不同孔隙形态的材料的断裂行为。研究集中于四种典型的孔隙形态:椭圆形、圆形、正方形和三角形。通过应用相场理论,本研究模拟了这些孔隙结构在等比例加载作用下的微观断裂过程,并对比分析了孔隙形态对材料断裂路径的影响。结果表明,孔隙形态显著影响材料的断裂路径和断裂机制,其中椭圆形和圆形孔隙在受力后展示了更加均匀的应力分布,而正方形和三角形孔隙则导致应力集中,从而影响了断裂的起始和扩展。此研究为工程材料设计中孔隙形态的选择提供了理论依据,尤其是在预测和改善材料在复杂加载条件下的疲劳寿命和结构完整性方面。