Enhancing toughness through geometric control of the process zone
Enhancing toughness through geometric control of the process zone
复制标题
通过加工区域的几何控制增强韧性
DOI：
10.1016/j.jmps.2024.105548
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发表时间：
2024
影响因子：
5.3
通讯作者：
Turner, Kevin T.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fulco, Sage;Budzik, Michal K.;Turner, Kevin T.
材料结构提供了通过重新分布裂纹尖端的局部应力来改变和控制断裂过程区形状和体积的机会。正确设计的结构可以扩大塑性区并增强有效韧性。在这里，我们使用柱阵列作为模型结构来演示裂纹尖端几何形状的变化如何控制塑性区的尺寸和形状，并可用于设计有效的韧性。弹塑性有限元模拟用于量化如何改变支柱的宽度、间距和高度，以定制塑性区域的尺寸和形状。还提出了一组分析力学模型，可以准确估计形状、体积和由此产生的韧性，作为基础材料属性和几何形状的函数。案例研究将分析扩展到非规则柱阵列组，以说明如何使用架构来改变裂纹路径上的韧性。
Material architecture provides an opportunity to alter and control the fracture process zone shape and volume by redistributing the local stresses at a crack tip. Properly designed structures can enlarge the plastic zone and enhance the effective toughness. Here, we use a pillar array as a model structure to demonstrate how variations in geometry at a crack tip control the size and shape of the plastic zone and can be used to engineer the effective toughness. Elastic–plastic finite element simulations are used to quantify how the pillar width, spacing, and height can be varied to tailor the size and shape of the plastic zone. A set of analytical mechanics models that accurately estimate the shape, volume, and resulting toughness as a function of the base material properties and geometry are also presented. A case study extends the analysis to sets of non-regular pillar arrays to illustrate how architecture can be used to alter toughness along the crack path.
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基于常规金属泡沫微结构的双模板电沉积和表征
DOI：
--
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
作者：
Rajaprakash Ramachandramoorthy;Maxime Mieszala;C. Manzano;X. Maeder;J. Michler;L. Philippe
通讯作者：
L. Philippe
DOI：
10.1016/j.ijsolstr.2017.05.013
发表时间：
2017-08
影响因子：
3.6
作者：
Simon Heide-Jørgensen;M. Budzik
通讯作者：
Simon Heide-Jørgensen;M. Budzik
影响因子：
5.3
作者：
Shengzhi Luan;Enze Chen;Stavros Gaitanaros
通讯作者：
Stavros Gaitanaros
影响因子：
5.3
作者：
O'Masta, M. R.;Dong, L.;Deshpande, V. S.
通讯作者：
Deshpande, V. S.
影响因子：
5.3
作者：
Heide-Jørgensen, Simon;Budzik, Michal K.;Turner, Kevin T.
通讯作者：
Turner, Kevin T.