We present a phase field-based electro-chemo-mechanical formulation for modelling mechanics-enhanced corrosion and hydrogen-assisted cracking in elastic-plastic solids. A multi-phase-field approach is used to present, for the first time, a general framework for stress corrosion cracking, incorporating both anodic dissolution and hydrogen embrittlement mechanisms. We numerically implement our theory using the finite element method and defining as primary kinematic variables the displacement components, the phase field corrosion order parameter, the metal ion concentration, the phase field fracture order parameter and the hydrogen concentration. Representative case studies are addressed to showcase the predictive capabilities of the model in various materials and environments, attaining a promising agreement with benchmark tests and experimental observations. We show that the generalised formulation presented can capture, as a function of the environment, the interplay between anodic dissolution- and hydrogen-driven failure mechanisms; including the transition from one to the other, their synergistic action and their individual occurrence. Such a generalised framework can bring new insight into environment-material interactions and the understanding of stress corrosion cracking, as demonstrated here by providing the first simulation results for Gruhl's seminal experiments.


翻译:我们为模拟在弹性塑料固体中进行机械强化腐蚀和氢辅助裂缝而提出了一个以实地为基础的分阶段电-化学-机械制成,用于模拟在弹性塑料固体中进行机械强化的腐蚀和氢辅助裂裂缝。采用了多阶段法,首次提出了压力腐蚀裂裂缝总框架,其中既包括异性溶解机制,又包括氢融化机制。我们用有限元素方法来实施我们的理论,并将迁移组成部分、相位腐蚀状态参数、金属离子浓度、相位场骨折顺序参数和氢浓度作为主要的运动变量。代表案例研究的目的是展示该模型在各种材料和环境中的预测能力,与基准测试和实验观测达成有希望的协议。我们表明,作为环境的一种功能,所介绍的笼统的公式可以捕捉到异性溶解和氢驱动衰竭机制之间的相互作用,包括从一个向另一个组成部分的转变,其协同行动及其个别发生。这种普遍化的框架可以给环境-材料的相互作用和对压力凝结层的模拟结果提供新的了解和了解,这里所展示的为压力凝结结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
161+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年7月12日
Arxiv
12+阅读 · 2022年4月30日
Arxiv
110+阅读 · 2020年2月5日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员