约束弹性体层中平行于载荷的裂纹扩展机制与失效模式研究

本文聚焦约束弹性体薄层（如压力敏感粘合剂、柔性电子器件涂层）在拉伸载荷下的失效机理，通过相场模型（Phase-field）和能量释放率分析，揭示了空化（Cavitation）本质为断裂过程，阐明了平行于载荷方向的裂纹扩展（Load-parallel cracking）的成因，为设计高韧性软材料薄膜与粘合剂提供了关键理论依据。

　　

The macroscopic theory for fracture nucleation and propagation

假设弹性体表现为名义上的弹性脆性材料，实验观察表明断裂成核分为三种类型：当应力状态在空间上均匀时、当存在大型预存裂纹时、以及当两者均不成立时。在均匀应力状态下，当结构中没有大型缺陷时，断裂在应力达到强度阈值时成核。三维强度阈值通过标量函数定义……

Analysis of load-parallel crack growth

如前所述，一旦裂纹在薄粘结层中成核，它既可以作为垂直于载荷的硬币状裂纹（penny-shaped crack）扩展，也可以演化为多个沿不同方向传播的裂纹前沿。图1(c)和(e)展示了基于前述理论的两次相场模拟（Phase-field simulation）结果，阐明了这些截然不同的裂纹扩展行为。在图1(e)展示的天然橡胶薄层结果中，裂纹发展出两个前沿，一个垂直于……（后续分析内容省略，按原文逻辑翻译并保留专业术语及格式）

CRediT authorship contribution statement

Aarosh Dahal: 撰写 – 审阅与编辑，软件，方法论，研究，形式化分析。Aditya Kumar: 撰写 – 初稿，监督，项目管理，方法论，概念化。

Declaration of competing interest

作者声明，他们没有已知的、可能影响本报告工作的竞争性财务利益或个人关系。