界面裂纹萌生与扩展的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法研究了裂纹在界面端处萌生与沿界面扩展的临界条件.模拟考虑了一双相材料的3种模型，即构成90°/90°和90°/180°夹角的两个界面端和一个界面裂纹.模拟采用了包含原子区域与连续区域的并发型多尺度模型，即在界面端尖端和裂纹尖端附近采用分子动力学(MD)方法，MD区域之外则按照线弹性有限元方法分析.结果表明，在断裂启动时刻，3个模型沿界面的最大应力均达到界面理想强度；而且，其界面能恰好足以克服界面材料的本征内聚能.因此，界面端裂纹萌生与沿界面扩展的断裂条件可以通过界面理想强度和内聚能联系起来.并基于模拟计算结果提出了界面断裂启动的统一准则.