Phase-field elasticity model based on mechanical jump conditions
Phase-field elasticity model based on mechanical jump conditions
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基于机械跳跃条件的相场弹性模型
DOI：
10.1007/s00466-015-1141-6
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发表时间：
2015
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;O. Tschukin;A. Choudhury;M. Selzer;T. Böhlke;B. Nestler
基于相场方法的计算模型通常在介观长度尺度上操作，并解决材料的结构变化，此外还提供有关微观结构和机械性能关系的有价值的信息。因此，在过渡区精确计算应力和机械能是必不可少的。我们推导出一个定量相场弹性模型的基础上的力平衡和Hadamard跳跃条件的界面。将Voigt/Taylor（Annalen der Physik 274（12）：573，1889）、Reuss/Sachs（Z Angew Math Mech 9：49，1929）和本文提出的模型计算的应力分布与理论预测的静水拉伸下含圆形夹杂板的应力场进行了比较，给出了模型的定量特征。为了验证弹性对相变驱动力的贡献，我们证明了在串联和并联材料链的一维平衡条件下不存在由Durga等人（Model SimulMater Sci Eng 21（5）：055018，2013）计算的过量能量。为了验证具有弯曲过渡区域的系统的驱动力，我们将模拟与吉布斯-汤普森平衡条件（约翰逊和亚历山大，J Appl Phys 59（8）：2735，1986）相关联。
Computational models based on the phase-field method typically operate on a mesoscopic length scale and resolve structural changes of the material and furthermore provide valuable information about microstructure and mechanical property relations. An accurate calculation of the stresses and mechanical energy at the transition region is therefore indispensable. We derive a quantitative phase-field elasticity model based on force balance and Hadamard jump conditions at the interface. Comparing the simulated stress profiles calculated with Voigt/Taylor (Annalen der Physik 274(12):573, 1889), Reuss/Sachs (Z Angew Math Mech 9:49, 1929) and the proposed model with the theoretically predicted stress fields in a plate with a round inclusion under hydrostatic tension, we show the quantitative characteristics of the model. In order to validate the elastic contribution to the driving force for phase transition, we demonstrate the absence of excess energy, calculated by Durga et al. (Model Simul Mater Sci Eng 21(5):055018, 2013), in a one-dimensional equilibrium condition of serial and parallel material chains. To validate the driving force for systems with curved transition regions, we relate simulations to the Gibbs-Thompson equilibrium condition (Johnson and Alexander, J Appl Phys 59(8):2735, 1986).
通过相场法计算的 3D 多相结构的虚拟膨胀计曲线和有效杨氏模量
影响因子：
3.3
作者：
M. Apel;S. Benke;I. Steinbach
通讯作者：
I. Steinbach
影响因子：
3.2
作者：
JOHNSON, WC;ALEXANDER, JID
通讯作者：
ALEXANDER, JID