Ing. Alena Spielmannová, Ph.D. a Ing. Anna Machová, CSc. se zabývají teoretickým i experimentálním výzkumem stability trhlin. Hlavní náplní naší práce je studium štěpného či tvárného chování u čela trhlin v krystalech alfa železa (nově i alfa železa s nanoprecipitáty mědi) prostřednictvím atomárních simulací metodou molekulární dynamiky (MD). MD simulace nám umožňují pozorovat rychlou generaci defektů u čela trhliny, zkoumat jejich vliv na stabilitu nebo růst trhlin a studovat mikroskopické procesy u čela trhlin nezávisle na modelech kontinua. Jediné kriterium porušení užívané v MD je dosah kohezivních nelineárních meziatomových sil. Generace defektů (např. mikrotrhlin, dislokací, dvojčat) anebo otupování kořene trhliny je v MD spontánní proces řízený pouze meziatomovými silami a vnějšími podmínkami. Na rozdíl od elastických modelů kontinua, atomární simulace nevedou k singularitě napětí u kořene trhliny a u jádra dislokace a umožňují ověřování kritérií pro predikci štěpně-tvárného chování z modelů kontinua anebo jejich další vývoj.
 

Atomární simulace metodou molekulární dynamiky provádíme za podmínek rovinné deformace i v 3D. Na rozdíl od simulací za podmínek rovinné deformace, v 3D je povolen volný pohyb atomů ve všech třech směrech. To umožňuje realistickou simulaci tepelného pohybu atomů a ukazuje, že u čela trhliny se mohou realizovat různé skluzové procesy s různými důsledky pro stabilitu trhliny.
 

Další část naší práce tvoří lomové zkoušky na monokrystalech Fe(3 hm. % Si) provedené v rámci spolupráce s laboratoří ultrazvukových metod a napěťová analýza v anizotropním kontinuu. Výsledky získané z experimentů a napěťové analýzy je možné kvalitativně porovnat z výsledky z atomárních simulací. K získání souladu mezi výsledky z kontinua a atomárními výsledky využíváme konceptu dvouparametrové lomové mechaniky.