考虑Steigmann-Ogden界面的复合材料远场解析解

本文给出了含有纳米纤维或孔隙的二维异质材料在远场载荷作用下的Steigmann-Ogden弹性面的解析解.该求解与最近文献中复函数法的数值结果进行了验证,并提供了具体位移和应力场的闭式表达式.数值研究了表面弹性参数、表面残余应力、纤维/孔径和远场载荷对局部应力分布的影响.结果表明,表面弹性参数会扰乱纤维域内的内应力,而表面弯曲刚度参数会显著影响应力集中,这与经典Eshelby问题中的均匀应力分布不同.分析表达式揭示了一些有趣的现象,例如,纤维复合材料在静水载荷作用下的应力/位移场仅与表面Lamé参数有关,剪切载荷作用下分析表达式中的非常数系数保持为单轴拉伸载荷作用下的两倍,这些都是本文首次报道的.所建立的解决方案对于准确捕捉具有显著表面效应的纳米复合材料的力学响应至关重要.