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使用基于近场动力学的计算方法模拟裂纹扩展的疲劳退化策略
摘要 本文的目的是开发新的计算工具来研究结构材料中的疲劳裂纹扩展。特别是，我们比较了不同退化策略的性能，以采用基于近场动力学的计算方法研究疲劳裂纹扩展现象。提出了三种疲劳退化定律。其中两个是原创的。首先使用圆柱模型来比较这三种疲劳定律的计算性能，并研究它们对离散化参数变化的稳健性。然后在近场动力学框架中实施疲劳退化策略以进行疲劳裂纹扩展分析。圆柱模型和近场动力学模拟都表明，提出的第三种退化定律在高精度、高稳定性和低计算成本的结合方面是独一无二的。
使用人工智能检测裂纹以提高检查效率并分析关键缺陷
裂缝是用于诊断固体结构破坏的重要标准之一。通常，具有专业知识的结构工程师会通过从外部检查裂缝、概述检查结果，然后根据发现准备分析数据来评估此类结构。这样的审查方法并不确定，因为它需要手动记录多达几十万个裂缝。但是，它也无法准确确定裂缝的长度和状态。为了解决这个问题，该行业逐渐将目光投向使用 AI 检测进行现场评估。研究人员目前正在开发一种基于移动的智能系统，该系统配备了用于识别裂缝和其他缺陷的 AI 分析功能，这将提高调查过程的效率并增强对用户的紧急响应。本研究旨在通过比较几种技术来深入了解最有效的裂缝检测方法。研究发现，混合技术是检测裂缝的最有效方法。该技术结合了人工神经网络 (ANN) 和人工蜂群 (ABC) 的优点，提出了一种更合适的全新方法。
软基底如何通过裂纹前端下沉影响薄膜的屈曲脱层
随着可拉伸器件的发展，在软基底上具有刚性薄膜的工程部件越来越多。我们提出分析在双轴压缩应力状态下软基底上薄膜的屈曲脱层。该问题已通过欧拉柱屈曲分析进行了研究。本文介绍了在软基底上进行的实验，结果表明在某些情况下，“墨西哥帽”形状更能近似地表示屈曲形状。使用通过内聚相互作用粘合到弹性介质的非线性板的模型来描述脱层过程。结果表明，“墨西哥帽”形状改变了软基底的裂纹扩展行为。由 AIP Publishing 出版。[ http://dx.doi.org/10.1063/1.4979614 ]
René 88Dt 中疲劳裂纹萌生和短裂纹扩展的微观结构方面
在室温下研究了局部微观结构对多晶 René 88DT * 高温合金样品疲劳裂纹萌生和扩展的影响。在新型共振微弯曲疲劳装置中对微型样品进行了反向循环弯曲疲劳测试。通过取向映射、扫描电子显微镜和共聚焦显微镜对表面微观结构进行同时分析，可以直接对与滑移和滑移带形成、微裂纹萌生和短裂纹扩展相关的特定微观结构位置进行实验测量。观察到的潜在机制是：在具有最高分辨剪切应力的 {111} 平面上滑移，随后在定向为高剪切并经历弹性不相容的大晶粒中优先沿孪晶边界（但不在孪晶边界）萌生微裂纹，并在相邻晶粒中具有高分辨率剪切应力的 {111} 平面上裂纹连续扩展。对许多短的非扩展裂纹的分析表明裂纹在高角度晶界处停止。
直接能量沉积制备不同裂纹面取向的 AlSi10Mg 合金断裂韧性
研究了直接能量沉积制备的 AlSi10Mg 合金的断裂和拉伸行为。在室温下沿不同裂纹平面方向和载荷方向测试了三点弯曲断裂韧性和拉伸试样。在进行机械加工和测试之前，打印样品在 300 ◦ C 下进行 2 小时的热处理以释放残余应力。进行了微观结构和断口图分析，以研究每种裂纹取向的断裂机制和裂纹扩展路径。在裂纹平面方向上观察到断裂韧性的显著差异。裂纹取向在 XY 方向的试样具有最高的断裂韧性值（ J Ic = 11.96 kJ / m 2 ），而 ZY 裂纹取向（垂直于打印方向）具有最低的断裂韧性值（ J Ic = 8.91 kJ / m 2 ）。断裂韧性的各向异性主要与沿熔池边界的优先裂纹扩展路径有关。在熔池边界处，孔隙优先出现，微观结构变粗，且 Si 含量较高，导致该区域的延展性较差，且抵抗裂纹扩展的能力较差。
使用基于近场动力学的计算方法模拟裂纹扩展的疲劳退化策略
摘要 本文的目的是开发新的计算工具来研究结构材料中的疲劳裂纹扩展。特别是，我们比较了不同退化策略的性能，以采用基于近场动力学的计算方法研究疲劳裂纹扩展现象。提出了三种疲劳退化定律。其中两个是原创的。首先使用圆柱模型来比较这三种疲劳定律的计算性能，并研究它们对离散化参数变化的稳健性。然后在近场动力学框架中实施疲劳退化策略以进行疲劳裂纹扩展分析。圆柱模型和近场动力学模拟都表明，提出的第三种退化定律在高精度、高稳定性和低计算成本的结合方面是独一无二的。
应力强度因子叠加在考虑裂纹闭合的残余应力场中的应用
应力强度因子 (SIF) 范围与疲劳裂纹扩展之间的相关性是应用于轻型结构的故障安全设计方法的有力工具。关键作用是精确计算疲劳载荷循环的 SIF。先进的材料加工可以塑造残余应力，使 SIF 计算成为一项具有挑战性的任务。虽然 SIF 叠加成功地解决了拉伸残余应力的考虑问题，但压缩残余应力的处理仍需澄清。这项工作展示了 SIF 叠加原理在包含高压缩残余应力的区域中的应用，这些区域会导致裂纹闭合效应。裂纹闭合取决于残余应力和施加应力的组合载荷，在本研究中被解释为裂纹几何形状的变化。因此，源（即施加或残余应力）与其结果（即相应的 SIF）之间的关系取决于源（即组合载荷）的相互作用。由于这种相互作用，残余应力引起的疲劳行为变化不能仅与残余或施加的 SIF 相关联。这项工作提出了应用 SIF 和残余 SIF 的两种替代定义，从而允许残余 SIF 或应用 SIF 与疲劳行为变化之间建立明确的相关性。
在低温变化下，IGBT功率模块中铝线键的裂纹繁殖新模型
power modules under low temperature variations A. Halouani a, * , Z. Khatir a , R. Lallemand a , A. Ibrahim a , N. Degrenne b a Gustave Eiffel University, Paris-Saclay University, ENS Paris-Saclay, CNRS, SATIE, 78000 Versailles, France b Mitsubishi Electric R&D Centre Europe, 1 Allée de Beaulieu, 35708 Rennes，法国摘要在本文中，提出了IGBT功率模块功率循环期间电锥降解的新寿命预测模型。该模型基于实验裂纹繁殖分析和塑性菌株经验定律。在实验中，在高压下分别在高压下进行开关模式下的两个电源循环测试，并使用温度摆动∆𝑇！= 30°𝐶和∆𝑇！= 40°𝐶和最小温度𝑇！，＃$％= 55°𝐶。已经选择了DUTS和测试条件，因此仅观察到芯片顶部互连的降解。在测试期间测量了状态电压（V CE），作为导线降解的指标，金属化和样品在不同的衰老阶段进行除去。将去除的样品横截面以观察循环的裂纹传播演化。涉及塑性应变经验法，我们使用了文献的结果，这些结果显示了塑性应变（∆𝜀＆'）随链条接触裂纹生长的演变。作为结果，这种新的终身预测模型基于铝线键的修改法定定律IGBT的疲劳显示了测试结果的良好拟合，并用于预测寿命。最后，估算了经过测试的IGBT模块的寿命，并用于验证所提出的模型的有效性。1。简介
一种加速裂纹钢结构非侵入式全局-局部模拟的替代模型
摘要 基于物理的数字孪生通常需要大量计算来诊断结构中的当前损伤状态并预测未来的损伤状态。本研究提出了一种新颖的迭代全局局部方法，其中局部数值模型被替代模型取代，以快速模拟大型钢结构的开裂。迭代全局局部方法将尺度从大型钢结构的操作层面扩展到开裂部件的层面。使用静态凝聚可以有效地模拟线性全局域，使用本文提出的自适应替代建模方法可以快速模拟开裂的局部域。本研究将所提出的替代迭代全局局部方法与参考模型、子模型和没有替代模型的迭代全局局部方法的求解时间和准确性进行了比较。研究发现，替代迭代全局局部法求解速度最快，结果也相对准确。
PCB 裂纹对采用单晶焊点的无源微电子元件热循环可靠性的影响
无铅锡基焊点通常具有单晶粒结构，取向随机，且特性高度各向异性。这些合金通常比铅基焊料更硬，因此在热循环期间会向印刷电路板 (PCB) 传递更多的应力。这可能会导致靠近焊点的 PCB 层压板开裂，从而提高 PCB 的柔韧性，减轻焊点的应变，进而延长焊料疲劳寿命。如果在加速热循环期间发生这种情况，可能会导致高估现场条件下焊点的寿命。在本研究中，使用偏光显微镜研究了连接陶瓷电阻器和 PCB 的 SAC305 焊点的晶粒结构，发现其大多为单晶粒。热循环后，在焊点下的 PCB 中观察到裂纹。这些裂纹很可能是在热循环的早期阶段在焊料损坏之前形成的。为了详细研究这些观察结果，我们开发了一种有限元模型，该模型结合了单晶焊点随温度变化的各向异性热性能和机械性能。该模型能够以合理的精度预测 PCB 和陶瓷电阻焊点中损伤起始的位置。它还表明，即使长度非常小的 PCB 裂纹也可能显著降低焊点中累积的蠕变应变和蠕变功。所提出的模型还能够评估焊料各向异性对陶瓷电阻相邻（相对）焊点损伤演变的影响。