Crack propagation in quasicrystals at different temperatures

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit temperaturabhängigen Molekulardynamik-Simulationen der Rissausbreitung in einem idealen zweidimensionalen Quasikristall. Ein Modell der Rissausbreitung mit Temperatur wird vorgeschlagen, und Rechnungen der freien Energie für die Berechnung der Oberflächenergie, der elastischen Konstanten und der kritischen Spannung werden in einem System von 4134 Teilchen durchgeführt. Rissausbreitung wird bei verschiedenen Spannungen und Temperaturen in einem System von 74120 Teilchen untersucht. Mit Hilfe analitischer Methoden aus der Theorie der Elastizität wird der Versetzungemissionsmechanismus bei niedrigen Temperaturen und Lasten erklärt.

Molecular dynamics of crack propagation in a quasicrystalline binary system derived from a Tuebingen triangle tiling has been studied at different temperatures. A model for the simulation of crack dynamics at constant temperature is proposed and free energy calculations used to compute the surface energies, the elastic constants and the critical displacements involved in crack propagation have been performed in a system of 4134 atoms. Crack propagation has been investigated in detail at different loads and different temperatures in a sample of many 74210 atoms. By means of numerical elastic estimates an explanation of the mechanisms of dislocation emission during crack propagation in the range of low loads and low temperatures is proposed.