COMSOL晶体断裂基于维诺图Voronoi泰森多边形建模

在外部荷载及内力效应的作用下，晶体材料将发生断裂破坏，按晶体材料断裂时裂纹扩展路径的差异，可将晶体的断裂分为穿晶断裂及沿晶断裂两种断裂形式。

穿晶断裂中裂纹穿过晶体的晶粒内部，断裂面较为粗糙；沿晶断裂中裂纹沿晶界扩展，可以清楚地看到一个个晶粒，晶粒面比较光滑。

在COMSOL中对两种断裂形式进行模拟，模型采用Voronoi泰森多边形构建晶体的晶粒组织，几何模型采用CAD Voronoi插件进行参数化建模生成。

插件采用合理的多边形约束模式，可使得泰森多边形晶粒结构生成大小均匀，且可避免存在三角形晶体及角度过小的情况。模型对晶格及边界分别定义不同的材料参数，以实现开裂模式上的差异。力学模型采用轴向拉伸模拟，左侧边界设置为辊支撑，右侧设置水平向的位移。

COMSOL晶体材料的穿晶断裂及沿晶断裂位移：

COMSOL晶体材料的穿晶断裂及沿晶断裂裂缝扩展：

需要进行模拟的可在下面链接下载Voronoi的模型样图，CAD格式的，需要自己导入的COMSOL内：

CAD Voronoi