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Shielding effect of a nano-circular inclusion acting on semi-infinite wedge cracks

Chinese Physics B 2013年第1期22卷 421-425页

作者：宋豪鹏高存法 College of Aerospace Engineering State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures Nanjing University of Aeronautics & Astronautics

The model of a screw dislocation near a semi-infinite wedge crack tip inside a nano-circular inclusion is proposed to investigate the shielding effect of nano inclusions acting on cracks. Utilizing the complex function method, the closed-form solutions of the stress fields in the matrix and the inclusion region are derived. The stress intensity factor, the image force, as well as the critical loads for dislocation emission are discussed in detail. The results show that the nano inclusion not only enhances the shielding effect exerted by the dislocation, but also provides a shielding effect itself. Moreover, dislocations may be trapped in the nano inclusion even if the matrix is softer than the inclusion. This helps the dislocation shield crack, and reduces the dislocation density within the matrix.

关键词： screw dislocation wedge crack nano inclusion shielding effect

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