基于格点-弹簧模型模拟含缺陷陶瓷材料的压缩破坏过程

摘要

采用基于有限元参数映射的格点-弹簧模型(lattice spring model)对多晶三氧化二铝(Al2O3)陶瓷的压缩破坏过程进行了数值模拟.采用弹脆性模型模拟材料,用弱界面模拟材料晶界,基于Griffith能量准则判断断裂.模拟了特定孔隙率下的Al2O3陶瓷的冲击破坏过程,所得到压缩强度与实验测试结果基本吻合.考察了孔隙对材料压缩力学性能的影响,结果显示:有孔隙陶瓷表现出一定的应变率敏感性并且其裂纹密度时程曲线具有明显的"台阶",而无孔隙陶瓷没有此现象;含孔隙陶瓷的裂纹密度发展过程中的"台阶"对应了内部裂纹的发展和止裂机制,是有孔隙陶瓷和无孔隙陶瓷的重要区别.