A mechanism-based gradient damage model for metallic fracture
提出了一种新的基于梯度的弹塑性固体断裂预测公式。损伤捕获的相场模型，认为作为断裂的驱动力的弹性和塑性的作品。材料变形的特点是基于机制的应变梯度本构模型。这种非局部塑性损伤公式的数值实现，并用于模拟断裂在几个范例的边值问题。案例研究的目的是阐明塑料和裂缝长度尺度的作用。研究发现，塑性应变梯度的作用是双重的。当处理尖锐缺陷如裂纹时，塑性应变梯度会提高局部应力并促进断裂。然而，在存在非尖锐缺陷的情况下，失效是由塑性流动的局部化驱动的，塑性流动由于塑性应变梯度引入的额外加工硬化而延迟。
2021-07-28 cond-mat.mtrl-sci cs.CE physics.app-ph
Scalar damage model for concrete without explicit evolution law
基于各向同性材料模型的弹性预测量和投影应力张量具有相同的特征向量的事实，它表明，标量损伤可以直接从投影算法获得。这消除了作为混凝土损伤演化的驱动力的等效应变的适当定义的困难。此外，如果特征向量已知，则不必用应力张量的不变量来表示载荷面。在本模型中，加载表面以多项式形式表示。这有两个优点：（i）它自动满足C1连续性和（ii）通过简单地将第三应力设置为零来实现平面应力公式。以混凝土复合型断裂为例说明了模型的有效性。结果表明，对于本例的模型预测强烈依赖于应力退化规律的选择。
2007-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Damage-tolerant oxides by imprint of an ultra-high dislocation density
本文提出用布氏球划痕法在MgO中室温制备超高密度位错塑性区，证明其可完全抑制裂纹萌生扩展，并区分了位错增韧与残余应力对损伤行为的贡献。
2024-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Mesoscale Modelling of Confined Split-Hopkinson Pressure Bar Tests on Concrete: Effects of Internal Damage and Strain Rates
The University of Sydney（悉尼大学）
本文通过细观尺度有限元建模研究了约束劈裂压杆试验中加载速率、内摩擦和围压对混凝土动态增加因子的影响，发现加载速率和围压能提高DIF，但内摩擦会减弱应变率效应。
2026-01-16 cond-mat.mtrl-sci
A plastic damage model with mixed isotropic-kinematic hardening for low-cycle fatigue in 7020 aluminum
本文针对EN AW-7020 T6铝合金低周疲劳问题，构建了含Chaboche型混合各向同性-随动硬化的J2塑性损伤模型，通过实验标定与数值验证，实现了大应变循环疲劳行为的准确模拟。
2025-01-12 cond-mat.mtrl-sci cs.NA math.NA
A simple and robust elastoplastic constitutive model for concrete
混凝土的弹塑性模型，最近提出的屈服面和简单的硬化规律的基础上，制定，实施，数值试验和验证对现有的测试结果。屈服面是光滑的，特别适合于代表岩石类材料的行为，如混凝土，砂浆，陶瓷和岩石。提出了一类新的各向同性硬化律，它既可以给出增量形式，也可以给出相应的有限形式。这些定律描述了从线性弹性到塑性行为的平滑过渡，包括线性和非线性硬化，并且在后一种情况下可能接近理想塑性极限。该模型的可靠性证明了它的能力，正确地描述了一些有据可查的三轴试验混凝土受到各种限制水平所产生的结果。由于其简单性，该模型是非常强大的，非常适合用于复杂的设计情况下，如那些涉及动态负载。
2014-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure and Stress Mapping in 3D at Industrially Relevant Degrees of Plastic Deformation
本文利用X射线三维成像技术对变形至极限抗拉强度的铝多晶进行应力成像，揭示了晶粒内应力变化可达晶粒间变化一半，为结构-性能关系和损伤模型提供了关键数据。
2024-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Operando Ultrafast Damage-free Diffraction-Enhanced X-ray Absorption Spectroscopy for Chemical Reactivity of Polymer in Solvents
本文提出衍射增强X射线吸收光谱（DE-XAS）技术，通过石墨烯支撑穿孔SiNx膜显著降低束流损伤，实现对聚合物解构等快速化学反应的原位超快表征。
2024-09-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
An assessment of mechanism-based plasticity models for polycrystalline magnesium alloys
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；University of Houston（休斯顿大学）
本文评估了粗粒度塑性模型在多晶镁合金中的有效性，分析了其在捕捉塑性各向异性和滑移系统活动性方面的性能。
2026-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Mesoscale Model for Predicting Hydrogen Damage in Face Centre Cubic Crystals
采用基于晶体塑性的有限元方法研究了FCC单晶在氢化和非氢化环境中不同应力状态和晶体取向对加载方向的影响。模拟已经进行了各种应力三轴性，洛德参数，晶体取向和氢浓度。观察到晶体取向对氢对塑性形变和空隙生长的影响具有不同的效果。在陷阱中的氢分布在变形过程的各个阶段也被发现的晶体取向的影响。从分析中，归一化空隙率和等效应变之间的解析关系已被推导出来。
2021-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ductile fracture of HDPE thin films: failure mechanisms and tuning of fracture properties by bonding a rubber layer
本文揭示了HDPE薄膜在颈缩/塑性区边界而非最大拉伸处失效的韧性损伤机制，并证明引入SEPS橡胶中间层可将失效模式从损伤驱动转为拉伸驱动，从而提升缺陷容忍性和可拉伸性。
2025-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Slow dynamics in concrete: Effects of temperature, strength variation, and microcracking damage
University of Nebraska-Lincoln（内布拉斯加大学林肯分校）
本研究通过压缩加载和尾波干涉法监测混凝土慢动力学，发现恢复速率随强度增加而加快，ASR损伤导致恢复时间延长，展示了慢动力学在评估强度和检测微裂缝方面的潜力。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.class-ph
Nanoscratching of metallic glasses -- An atomistic study
材料的摩擦学性能在工程应用中起着重要的作用。到目前为止，许多实验研究已经确定了摩擦学参数和机械响应之间的相关性。采用分子动力学模拟方法，研究了Cu $_{64.5}$ Zr $_{35.5}$非晶合金的纳米划痕磨损行为。法向力和横向力以及硬度值的演变遵循结晶基材的公知行为。特别是，正面堆积的产生削弱了材料对划痕尖端的响应，并导致横向硬度与正常硬度相比降低。然而，金属玻璃随着温度的升高而软化，特别是在玻璃化转变温度以上，因此显示出更高的结构松弛所施加应力的趋势。这种塑性响应进行了分析，重点对局部区域的原子进行了强冯-米塞斯应变，因为这些是剪切转换区和剪切带的基础。由这些原子占据的体积随温度而增加，但仅在玻璃化转变温度以上观察到大的增加。我们用塑性效率的概念来量化塑性的产生，它将试样内部塑性体积的产生与外部损伤的形成，即划痕槽的形成联系起来。与纳米压痕相比，纳米划痕过程中塑料体积的产生速率与温度显著相关，使得玻璃内部在较低温度下更耐损伤，但在升高的温度下更易受损伤。
2019-08-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
How glass breaks -- Damage explains the difference between surface and fracture energies in amorphous silica
CNRS, INSA Lyon（法国国家科学研究中心里昂国立应用科学学院）；Soft Matter Sciences and Engineering, CNRS, ESPCI Paris, PSL University, Sorbonne Université（软物质科学与工程，法国国家科学研究中心巴黎高等物理化工学院大学校、巴黎文理研究大学、索邦大学）
通过多尺度模拟揭示非晶硅中表面能与断裂能差异的机制，结合分子动力学与相场方法量化能量贡献，阐明脆性断裂机制。
2026-02-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Fast Fourier Transform computations and build-up of plastic deformation in 2D, elastic-perfectly plastic, pixelwise disordered porous media
用快速傅里叶变换方法计算了二维像素级无序系统的应力和应变场。该系统，一个模型的韧性损伤介质，由一个弹性理想矩阵包含空像素。在等双轴或剪切载荷下研究其行为。我们监测加载的塑性变形区的演变，我们表现出成核/生长/聚结的情况下，后者。通过使用在一个像素水平上实现平衡和连续性的离散格林函数，塑料"簇“的识别变得容易。观察到的形态制度对应的宏观应力/应变曲线的一些功能。
2008-02-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Real-time Measurement of Stress and Damage Evolution During Initial Lithiation of Crystalline Silicon
在以锂金属为对电极和参比电极的电化学电池中，研究了（100）硅片初始锂化过程中的晶相到非晶相的转变。研究表明，跨相界的严重应力跳跃会导致断裂和损坏，这是设计锂离子电池硅基阳极时的一个重要考虑因素。在初始锂化期间，移动相边界从面向锂电极的表面开始进入晶片，将晶体硅转化为非晶LixSi。原位测量非晶层中产生的双轴压应力，并且观察到约为0.0001。0.5 GPa。HRTEM图像显示，结晶-非晶相边界非常尖锐，厚度约为1 nm。脱锂后，应力迅速逆转，变成拉伸，非晶层在约0.5 GPa下开始塑性变形。随着持续的脱锂，屈服应力的大小增加，最终导致非晶层突然断裂成微碎片，并且裂纹延伸到下面的晶体硅中。
2011-07-28 cond-mat.mtrl-sci
A thermodynamic approach to nonlinear ultrasonics for material state awareness and prognosis
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文提出基于热力学框架的非线性超声学模型，用于材料损伤检测与预测，通过构建伪弹性应变能函数描述材料能量存储与耗散机制。
2016-10-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cs.CE
Mesoscale FEM Model of Concrete: Statistical Assessment of Inherent Stress Concentrations in Dependence on Phase Heterogeneity
提出细观尺度有限元模型（MFEM），结合高性能计算与Voronoi细观结构构建方法，精确捕捉混凝土骨料-基体界面的应力集中与损伤演化，并利用统计后处理定量评估相异质性对力学响应的影响。
2025-09-16 cond-mat.mtrl-sci cs.NA math.NA
