多孔晶体塑性框架

揭示空洞肿胀断裂机制

该框架能够分析空洞肿胀和空间异质性对金属材料断裂行为的影响，为理解极端条件下金属的失效机制提供新视角。

Fu, Jiaqi · Liujun, Wu · 毓龙 · Sui, Haonan · Zhang, Jingyu · 段慧玲 · Mao, Sheng

Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 2024

技术优势

揭示脆化机制

该框架表明，高孔隙率下晶界附近集中空洞会导致强变形局部化，这是准脆性断裂的先兆，从而帮助识别危险状态。

考虑内压效应

模型纳入空洞内压，发现内压会降低材料的屈服应力并促进局部塑性变形，从而加剧脆化，为更准确地评估辐照材料提供了新维度。

可定量分析

通过耦合多孔晶体塑性模型，该框架能够模拟不同肿胀条件和空间异质性下的断裂行为，为结构完整性预测提供定量工具。

应用场景

• 核材料失效分析：用于识别反应堆材料因空洞肿胀导致的脆化风险，优化安全裕度设计。
• 辐照损伤评估：通过模拟空洞分布和内压效应，评估辐照后金属残余强度和延性损失。
• 结构完整性预测：提供从微观空洞到宏观断裂的预测能力，支持部件寿命与失效概率评估。