在固态物理和材料科学中，理解脆性断裂中的裂纹动力学机制仍然是一个挑战。在这些尚未解决的问题中，裂纹分叉判据和极限裂纹扩展速度的起源是当前的研究热点。本工作基于变分相场模型的计算机模拟，揭示了脆性断裂中的分岔准则，阐明了极限裂纹速度的起源。在没有任何先验假设的情况下，可以很好地再现与实验相似的裂纹模式和速度演化，如下图所示。结果表明，脆性材料的裂纹分叉符合一个普遍的能量准则。通过考虑能量判据，LEFM连续理论可以很好地阐明长期存在的极限裂纹扩展速度问题，即极限裂纹扩展速度是由裂纹分叉引起的。结合相场模拟和经典LEFM，可以合理解释脆性断裂中裂纹路径的选择。
以上研究工作得到国家自然科学基金（51633009, 51890872）的资助。
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