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文一：
基于综合数字图像相关的相场断裂模型参数识别
摘要：
相场断裂（PFF）建模是一种流行的建模和模拟固体断裂过程的方法。精确的材料参数和边界条件对于确保数值模拟的良好预测质量至关重要。在这项工作中，提出了一种集成数字图像相关（IDIC）算法，通过使用相场模型本身和变形样品的图像，一次性校准边界条件、泊松比、断裂能和内部长度。所提出的方法被应用于模拟单边切口剪切试验的虚拟实验，并在开源协议中实现。基于II的软件pfm裂纹和数字图像相关库Correli 3.2。针对不同水平的采集噪声，研究了结果的可靠性，从而证明了在宽范围的噪声水平下具有很高的鲁棒性和准确性。通过所有参数的灵敏度场和IDIC算法中使用的Hessian矩阵的特征分解来分析问题的条件。
图：小样本实验。样品的几何形状和应用的边界条件（a），应用于样品表面的散斑图案（b）。像素尺寸约为1μm。
图：对于小样本实验，在帧20（a，d）、43（b，e）和75（c，f）处的初始（a-c）和收敛（d-f）灰度残差。
图：对于高斯白噪声的不同标准偏差水平，大样本实验在参数误差方面的收敛结果。
文二：
基于自适应相场断裂模型的功能梯度材料混合模式断裂研究
摘要：
这项工作系统地研究了功能梯度材料中的混合模式断裂扩展。采用混合模式相场方法结合自适应网格细化技术，有效地模拟了裂纹轨迹和载荷-位移响应。网格细化是使用四叉树分解进行的，具有悬挂节点的元素被处理为四边形。通过解决文献中的基准问题，验证了自适应实现的有效性。自适应技术通过显著减少元素数量而不影响解决方案的准确性，展示了更高的计算效率。本研究深入探讨了单向和双向功能梯度材料中梯度轮廓、材料级配、裂纹位置、能量释放率和位移配置如何影响断裂扩展行为。值得注意的是，发现载荷-位移图上的峰值载荷发生了显著变化，尽管临界能量释放率发生了变化，但断裂路径保持不变。值得注意的是，结果表明，在研究中心断裂板时，断裂韧性较低的材料会发生早期失效。这种彻底的检查加深了我们对混合模式裂纹传播的理解，并为改进功能梯度材料的分析和设计方法提供了见解。
图：双向功能梯度板。
图：四叉树分解示意图。
图：I 型载荷作用下的均匀单边缺口板。(a) Δu = 0mm (b) Δu = 5.41 × 10-3mm (c) Δu = 5.65 × 10-3mm 处的自适应网格以及(d) ，(e)和(f)中的相应裂纹路径。
图：均匀单边缺口板在（a）模式I载荷和（b）模式II载荷下的载荷-位移图。
图：UDFGM中不同测试用例的边界条件和几何形状（a）左侧沿切口柔性材料的梯度，以及（b）左侧沿凹口较硬材料的梯度。
文三：
薄壁带孔结构的热疲劳行为：实验和相场断裂建模
摘要：
薄壁带孔结构的热疲劳行为评估是一项具有挑战性的任务。设计了一种新的实验方法来测试带孔薄壁结构的热疲劳行为。实验在三种试验条件下（300-850/950/1000℃）进行，以研究裂纹萌生和早期扩展的行为。循环温度加载表现出高瞬态和宽范围的特性，使得在加热步骤中能够构建非均匀的瞬态温度场。开发了弹塑性固体的热疲劳相场模型，并进行了热疲劳断裂建模和寿命预测。相场有效地再现了裂纹形态，当疲劳参数选择得当时，实验结果与模拟结果非常吻合。提高温度上限将显著降低热疲劳寿命，加速裂纹扩展，并导致更广泛的材料损伤。加热步骤中的温度梯度增强了孔边缘的循环塑性行为，显著放大了热疲劳的不利影响。
图：热疲劳实验设施和程序。（a） 实验设施。（b） 带孔的薄壁试样。（c） 温度测量点的循环温度负载。
图：实验观察。（a） 一个循环中的温度分布和（b）孔边缘的裂纹。
图：模拟流程。
图：（a）传热和（b）热疲劳的有限元模型。
图：第一个循环中（a）加热和（b）冷却结束时的最大主应力场。将变形放大50倍。
图：前两个循环后的累积塑性应变能密度场。（a） 有温度梯度。（b） 无温度梯度。
图：三种测试条件下的模拟结果。外表面裂纹长度为0.88mm。
文四：
具有表面效应的超薄微纳薄膜相场断裂模型
摘要：
表面效应通常会显著影响超薄微/纳米结构的机械响应。然而，表面效应对超薄薄膜断裂特性的影响机制尚不完全清楚。为此，本文开发了一个建模框架来研究微尺度或以下超薄薄膜的断裂。这种框架将Gurtin-Murdoch理论与相场断裂模型相结合，其中前者用于引入表面效应，即薄膜的表面残余应力和表面弹性，后者能够模拟裂纹演化，而不需要预定义的裂纹路径或任何标准。此外，引入了一种新的裂纹驱动力，它包括体弹性能和表面弹性能的拉伸分量。形成了几个数值例子，包括双轴拉伸试验和单边切口拉伸/剪切试验。模拟结果表明，当超薄薄膜的厚度处于微观水平时，表面应变能在其总弹性应变能中起着重要作用，从而证明了表面效应的重要性。此外，I型断裂试验表明，表面弹性和表面残余应力对破坏时的位移有显著影响，而对于II型断裂试验，表面残余应能显著影响裂纹路径和破坏位移等断裂特征。所开发的模型为揭示超薄微/纳米薄膜的断裂机制和进行其安全评估铺平了道路。
图：含有多条裂纹的微/纳米薄膜的示意图。
图：受张力（I）或剪切力（II）作用的边缘切口缩微胶片示意图。
图：拉伸试验中裂纹相场变量d的分布（a）以及不同厚度h（b）或不同表面条件（c，d）下张力Fn/h随位移的变化。
文五：
纤维增强复合材料疲劳行为的相场断裂模型
摘要：
开发了一种基于相场法的新框架来模拟纤维增强复合材料层压板的疲劳断裂行为。与经典模型相比，可以更准确地模拟基体裂纹的生长路径。此外，该模型还考虑了各向异性疲劳累积效应。通过具有均匀疲劳累积效应的相场模型和所提出的方法进行的模拟之间的比较令人鼓舞。提出的新框架可以更自然地捕捉纤维增强复合材料中不同类型的裂纹扩展。通过研究几个数值例子，证明了该框架在模拟纤维增强复合材料层压板疲劳行为方面的可靠性和潜力。此外，有限元实现通过ABAQUS用户定义的子程序UMAT和UMATHT采用了一种更简单、更稳健的方法，包括所谓的AT1、AT2和PF-CZM模型以及两种求解策略。
图：（a）裂纹扩展速率曲线和（b）Wohler¨或S-N曲线。
图：具有（a）尖锐裂纹拓扑和（b）正则化裂纹拓扑的开裂固体。
图：ABAQUS中特定增量的每个积分点的相场断裂解流程图：（a）整体方案和（b）交错方案。
图：不同点A、B和C失效前的最大Mises应力。点A最靠近初始裂纹尖端，点C离它最远。（A-C）处于低载荷下，（d-f）处于高载荷下。（单位：MPa）。
图：带孔边裂纹的OHC薄板在拉-拉循环载荷下的疲劳裂纹扩展。
图：不同疲劳累积模型下薄板在压缩-压缩循环载荷下的疲劳裂纹扩展。
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