Small strain multiphase-field model accounting for configurational forces and mechanical jump conditions
Small strain multiphase-field model accounting for configurational forces and mechanical jump conditions
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考虑构型力和机械跳跃条件的小应变多相场模型
DOI：
10.1007/s00466-017-1458-4
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发表时间：
2017
影响因子：
4.1
通讯作者：
B. Nestler
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
D. Schneider;E. Schoof;O. Tschukin;A. Reiter;C. Herrmann;F. Schwab;M. Selzer;B. Nestler
基于相场方法的计算模型已成为材料科学和物理学研究具有复杂微观结构的材料的重要工具。这些模型通常在介观长度尺度上运行，解决材料的结构变化，并提供有关微观结构和机械性能关系演变的有价值的信息。对于许多有趣且重要的现象，例如马氏体相变，机械驱动力在微观结构的演变中发挥着重要作用。为了研究此类物理过程，精确计算过渡区域的应力和应变能是必不可少的。我们回顾了基于力平衡和界面处哈达玛跳跃条件的多相场弹性模型。我们通过将两相情况下的应力、应变和构型力与理论预测以及多相情况下的锐界面计算结果进行比较，展示了模型的定量特征。作为一个应用，我们选择多晶粒系统中的马氏体相变过程，并证明过渡区域内的局部均匀化方案对所得微观结构的影响。
Computational models based on the phase-field method have become an essential tool in material science and physics in order to investigate materials with complex microstructures. The models typically operate on a mesoscopic length scale resolving structural changes of the material and provide valuable information about the evolution of microstructures and mechanical property relations. For many interesting and important phenomena, such as martensitic phase transformation, mechanical driving forces play an important role in the evolution of microstructures. In order to investigate such physical processes, an accurate calculation of the stresses and the strain energy in the transition region is indispensable. We recall a multiphase-field elasticity model based on the force balance and the Hadamard jump condition at the interface. We show the quantitative characteristics of the model by comparing the stresses, strains and configurational forces with theoretical predictions in two-phase cases and with results from sharp interface calculations in a multiphase case. As an application, we choose the martensitic phase transformation process in multigrain systems and demonstrate the influence of the local homogenization scheme within the transition regions on the resulting microstructures.
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DOI：
10.1016/j.cma.2016.04.009
发表时间：
2016-12
影响因子：
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通讯作者：
D. Schneider;Ephraim Schoof;Yunfei Huang;M. Selzer;B. Nestler
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10.1590/s1516-14392010000100023
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P. Steinmetz;J. Hötzer;M. Kellner;A. Dennstedt;B. Nestler