最近，期刊《Journal of Materials Processing Technology》发表了题为“Numerical modeling and analysis of stress-induced anisotropic damage and evolution mechanism of YAG single crystals during diamond cutting”的论文。博士生宋沙雨为论文第一作者，张建国教授为论文通讯作者。

钇铝石榴石（YAG）在光学系统中应用广泛，但其在超精密金刚石切割过程中的各向异性行为仍未被充分理解。本研究通过实验、数值模拟及数据驱动分析，探究了(111)YAG在金刚石切割过程中的各向异性损伤机制。建立了一个结合材料特性、切削力和金刚石切割应力场的数值模型，并创新性地提出了应力驱动的表面/亚表面变形模型。实验发现[1−12,-211]与[1−21]方向损伤最轻微，而[1−10,01−1]及[-101]方向损伤最为严重。损伤演变路径呈现从凹坑-坑洞到微裂纹-壳状断裂的趋势，且损伤走向与塑性流动及滑移方向高度一致。透射电子显微镜验证表明：损伤最轻的沟槽呈现与数值预测基本吻合的分层次表面变形，而损伤最重的沟槽则呈现符合认知预测的裂纹状但未开裂缺陷。综合分析进一步揭示{220}晶面族构成YAG切割的主要变形面。脊线回归分析量化了各因素贡献：剪切模量主导损伤程度，应力与施密德因子则呈现尺度依赖效应。该综合方法为理解和优化脆性各向异性材料的超精密加工提供了物理洞察与定量分析双重支持。

应力诱导损伤演变机理

本研究得到了国家重点研发计划（2021YFC2202300）、国家自然科学基金（52225506, 52375430）、华中科技大学学术前沿青年团队（2019QYTD12）和中央高校基本科研业务费（HUST: 2025JYCXJJ030）的资助。

论文信息：S. Song, J. Ding, Z. Chen, R. Shen, J. Zhang, J. Xiao, J. Xu, Numerical modeling and analysis of stress-induced anisotropic damage and evolution mechanism of YAG single crystals during diamond cutting, Journal of Materials Processing Technology 348 (2026) 119186.