粘性超弹性材料中动态裂纹的振荡传播

摘要

作者运用一种Lattice-Model(大尺度分子动力学模型),研究了粘弹性材料中动态裂纹扩展的振荡行为.不同于通常的Lattice-Model,该模型中考虑到了粘弹性材料的非局域效应,即计算了离散元第二近邻的贡献.数值模拟的结果显示,裂纹尖端沿正弦状曲线快速扩展,并且,在不同的双轴应力下,计算了裂纹扩展路径对应的波长和振幅,与Deegan等人的试验结果相符.通过对局部的速度场分析,观察到在裂纹尖端的漩涡状速度分布和负速度分布,并探讨了裂纹传播的Stick-Slip现象.研究结果表明,对于具有粘性超弹性性质的高分子聚合物,基于非局部效应的Lattice-Model是研究材料断裂多尺寸效应的一种有力工具.