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作者：王启云;李强;安豪;樊壮;丛兴龙;杜烨;
单位：中北大学机电工程学院;
摘要：针对现有多尺度研究Al-Mg基合金微裂纹损伤机理的不足，采用分子动力学（MD）与内聚力单元模型（CZM）相结合的方法，通过分子动力学计算材料拉伸性能，结合扫描电子显微镜（SEM）图像提取晶粒尺寸与形态信息，构建单晶界和多晶界模型，分析微裂纹对材料弹性模量、抗拉强度及裂纹扩展行为的影响。结果表明：多晶界模型裂纹扩展过程中，载荷重分配导致应力-应变曲线呈分段式、非单调下降；通过引入修正系数k_1和k_2提升了不同微裂纹长度下Al-Mg基合金多晶模型弹性模量和抗拉强度的预测精度；多晶模型裂纹的萌生与扩展行为通常始于应力集中与晶界、加载方向夹角>45°的区域。研究揭示了微裂纹对Al-Mg基合金力学性能和裂纹扩展行为的影响机制，为多尺度损伤模型的优化及高性能Al-Mg基合金的设计提供理论依据。
关键词：分子动力学;;内聚力单元模型;;微裂纹;;裂纹扩展
基金资助：基础加强计划技术领域基金（2023-JCJQ-JJ-0264）;; 山西省自然科学基金面上项目（20210302124196;202203021211097）;; 中北大学重点实验室开放研究基金（DXMBJJ2023-04）;中北大学研究生科技立项资助课题（20242004）
