夹杂与基体对界面层螺旋位错的干涉效应

研究圆形夹杂与基体对有限厚度界面层螺旋位错的干涉问题· 结合复变函数的分区亚纯函数理论、施瓦兹对称原理与柯西型积分运算,发展了多连通域联结问题的一个有效分析方法,将3个区域应力函数的联结问题化归为界面层应力函数的函数方程,并求得了显式级数解· 利用该结果。

压电螺型位错和含界面裂纹圆形夹杂的电弹干涉效应

研究了在无穷远反平面剪切和面内电场共同作用下压电材料基体中一个压电螺型位错与含界面裂纹圆形弹性夹杂的电弹耦合干涉作用· 运用复变函数方法,获得了该问题的一般解答· 作为典型算例,求出了界面含一条裂纹时,基体和夹杂区域复势函数的封闭形式解以及裂纹尖端应力和电位移场强度因子· 应用扰动技术和广义Peach＿Koehler公式,导出了位错力的解析表达式· 数值结果表明,界面裂纹对压电螺型位错与夹杂的干涉具有强烈扰动效应,当裂纹长度达到临界值时,可以改变其干涉机理· 同时。

螺型位错与含共焦裂纹弹性椭圆夹杂的干涉效应

研究了基体与夹杂中任意位置螺型位错与含共焦裂纹弹性椭圆夹杂的干涉问题,运用复变函数的分区全纯理论、柯西型积分、应力函数奇性主部分析方法与Rieman边值理论,将问题归结为一个初等复势函数方程的求解.获得了基体与夹杂区域复势函数的级数形式精确解,导出了裂纹尖端应力强度因子解析表达式和作用于位错的像力公式.计算结果表明:夹杂中的裂纹对于位错与夹杂的干涉具有强烈的扰动效应,它增强软夹杂对位错的吸引,减弱硬夹杂对位错的排斥,甚至将排斥转变为吸引.裂纹尖端附近的应力强度因子等值线表明,螺型位错位于裂纹尖端附近特定区域时对于裂纹扩展具有屏蔽效应.

一维六方准晶复合材料界面层中螺型位错分析

本文研究了一维六方准晶复合材料夹杂界面层中螺型位错与夹杂以及无限大基体的干涉效应。运用复变函数方法,得了该问题的解析解答,所得退化结果与已有文献结果一致,并得到了作用在圆环形界面层中螺型位错的位错力的精确表达式。讨论了一维六方准晶材料弹性常数对位错运动以及位错力的影响规律。结果表明,一维六方准晶中的材料弹性常数对位错力的变化影响是显著的。随着相位子场弹性常数或者声子场-相位子场耦合弹性常数的增大,其相应区域对位错的排斥或者吸引作用也分别增强。在夹杂界面或者基体界面附近,随着相位子场弹性常数和声子场-相位子场耦合弹性常数同时增大,夹杂或者基体对位错的吸引作用增强,但是并不改变位错平衡点的位置。

纵向剪切下螺型位错和圆形夹杂界面裂纹的干涉作用

研究了无穷远纵向剪切下圆形弹性夹杂界面裂纹与基体中任意位置螺型位错的相互干涉问题.运用复变函数的解析延拓技术与奇性主部分析方法,获得了该问题的一般解答.作为算例,求出了含一条界面裂纹时基体和夹杂区域应力函数的封闭形式解,导出了位错在基体中任意位置时位错力的计算公式.数值结果表明,界面裂纹对位错与夹杂的干涉作用具有强烈的扰动效应,当界面裂纹达到一定弧度时,可以将硬夹杂对位错的排斥作用改变为吸引.

纵向剪切下含共焦椭圆孔椭圆夹杂中压电螺位错的干涉效应

研究了无穷远纵向剪切和面内电势共同作用下压电螺型位错与含共焦椭圆孔椭圆夹杂的电弹干涉问题。运用复变函数的分区全纯理论、柯西型积分、应力函数奇性主部分析方法与Rieman边值理论,获得了位错位于基体区域时应力场的级数形式精确解,讨论了夹杂内部孔洞和裂纹对基体内位错干涉的扰动规律,并由此导出了位错像力以及应力强度因子(SIF)和电位移强度因子(EDIF)的解析表达式。定量分析结果表明:夹杂内部的椭圆孔对位错与夹杂的干涉起了扰动作用,明显增强了软夹杂对位错的吸引作用,降低了硬夹杂对位错的排斥作用。椭圆夹杂的形状对位错与夹杂的干涉也有着不可忽视的影响,随着椭圆夹杂曲率的增大,对位错的吸引或排斥力增大。基体中的位错对软夹杂中的钝裂纹具有反屏蔽效应,而对硬夹杂中的钝裂纹具有屏蔽效应。

压电螺型位错与含界面效应纳米夹杂干涉研究

研究在无穷远纵向剪切和平面内电场作用下压电智能材料中螺型位错与考虑界面应力纳米尺度夹杂(纤维)间的力电耦合交互作用.运用复势方法,求解了夹杂和基体中复势函数的解析解以及应力场和电位移场分量.利用广义Peach-Koehler公式,给出了作用在压电螺型位错上位错像力的解析解答.研究结果表明:当夹杂的半径缩减到纳米尺度时,界面效应对夹杂(纤维)附近位错运动和平衡位置的影响将变得非常显著.正界面效应将排斥基体中的位错;当存在正的界面效应时,软夹杂能排斥界面附近的压电螺型位错.

压电螺型位错和共线界面刚性线夹杂的干涉效应

研究了压电材料中压电螺型位错和共线界面导电刚性线夹杂的电弹干涉效应.运用复变函数解析延拓技术与奇性主部分析方法,获得了该问题的一般解答.作为算例,求出了界面含一条刚性线夹杂时两种压电介质区域广义应力函数的封闭形式解.导出了作用在位错上的像力和刚性线夹杂表面剪应力和电位移的解析表达式.讨论了界面刚性线长度,两种材料的剪切模量比和压电系数比对位错力和刚性线表面剪应力的影响规律.为进一步研究该类问题提供了一个基本解.

压电材料圆形夹杂内位错和界面刚性线的电弹干涉

首次研究了压电复合材料中圆形夹杂内压电螺型位错和界面导电刚性线的电弹耦合干涉效应.运用复变函数解析延拓技术与奇性主部分析方法,获得了基体和夹杂区域复势函数的封闭形式解,该解答可作为格林函数求解裂纹和界面刚性线的干涉作用.应用扰动技术,导出了位错力的解析表达式.计算结果表明,界面刚性线对压电螺型位错与圆形夹杂的干涉具有强烈扰动效应.当界面刚性线达到临界值时,可以改变夹杂和压电位错的干涉机理.

复合材料中夹杂内位错和圆弧形界面裂纹的弹性干涉效应

研究了夹杂中螺型位错和圆形弹性夹杂界面裂纹的相互干涉问题。运用复变函数的解析延拓技术与奇性主部分析方法,获得了该问题的一般解答。作为典型例子,求出了含一条界面裂纹时基体和夹杂区域复势函数的封闭形式解,导出了位错在夹杂中任意位置时界面裂纹尖端应力强度因子和位错力的解析表达式。该解答可作为Green函数研究夹杂中裂纹和界面裂纹的干涉作用,且公式的退化结果与已有文献一致。

位错与纳米裂纹干涉的反平面问题

针对位错与纳米裂纹干涉的反平面问题,提出了一种新方法,得出了精确解.首先利用复变函数中的保角变换方法,将直线裂纹问题化为孔板问题,再借助于柯西积分,获得了该问题的精确解答,然后分别推导出有、无表面效应作用时的应力场和位错力的解析表达式.数值结果表明:当裂纹尺寸缩减到纳米量级时,表面效应的影响使裂纹尖端附近的应力场和位错力减小,但随着裂纹长度的增大,表面效应的影响能力逐渐减弱,含表面效应的解答逐渐趋近于无表面效应的经典弹性理论解答.

压电复合材料圆形夹杂中螺型位错和界面裂纹的干涉分析

研究了无穷远纵向剪切和面内电场共同作用下,压电复合材料圆形夹杂中螺型位错与界面裂纹的电弹耦合干涉作用.运用Riemann_Schwarz对称原理,并结合复变函数奇性主部分析方法,获得了该问题的一般解答.作为典型算例,求出了界面含一条裂纹时基体和夹杂区域复势函数和电弹性场的封闭形式解.应用广义Peach_Koehler公式,导出了位错力的解析表达式.分析了裂纹几何参数和材料的电弹性常数对位错力的影响规律.结果表明,界面裂纹对位错力和位错平衡位置有很强的扰动效应,当界面裂纹长度达到临界值时,可以改变位错力的方向.该结果可以作为格林函数研究圆形夹杂内裂纹和界面裂纹的干涉效应.其公式的退化结果与已有文献完全一致.

压电材料中螺型位错与含界面刚性线圆形涂层夹杂的干涉

研究了压电材料中位于基体的螺型位错与含界面刚性线圆形涂层夹杂的电弹耦合干涉问题。运用复变函数方法,获得了基体、涂层和夹杂中复势函数的精确级数形式解答。基于广义Peach-Koehler公式,计算了作用在位错上的像力。讨论了刚性线几何条件、界面层厚度和材料电弹特性对位错力和位错平衡位置的影响规律。结果表明:对于软夹杂和软涂层的情况,刚性线长度存在一个临界值改变像力的方向。螺型位错先被吸引后被排斥,在夹杂附近有一个稳定的平衡点。对于硬夹杂和硬涂层的情况,位错一直被排斥,刚性线对位错力的影响较小。

多铁性材料中螺型位错与含弱界面圆形夹杂的相互作用

考虑无穷远反平面力载荷和平面内电磁载荷情况下,横观各向同性的压电磁介质中广义螺型位错与含非完整界面的圆形夹杂的电磁弹性耦合效应。广义螺型位错位于基体的任意一点处并且在其位错核上作用有点力、点电荷和线电流。通过运用复变函数方法,得到了电磁弹性场的解析解。借助于广义的Peach-Koehler公式,求解出了广义螺型位错上位错力的精确表达式。研究了非完整界面对夹杂区域中电磁弹性场的影响。讨论了各种参数(非完整界面,材料匹配性和位错位置)对作用在非完整界面附近广义螺型位错上位错力的影响规律。这些基本解可以作为分析压电磁介质中相应裂纹问题的格林函数。

含非完整界面涂层夹杂中螺型位错的弹性分析

研究了含非完整界面圆形涂层夹杂内部一个螺型位错在夹杂、涂层与无限大基体材料中产生的弹性场.运用复变函数函数方法,获得了三个区域复势函数的解析解答.利用求得的应力场和Peach-Koehler公式,得到了作用在螺型位错上位错力的精确表达式.主要讨论了两个非完整界面对位错力的影响规律.结果表明,涂层界面对夹杂内部螺型位错的吸引力随着界面粘结强度的弱化而变大.界面非完整程度增加削弱材料弹性失配对位错力的影响.在一定条件下,非完整界面可以改变夹杂内位错与涂层/基体系统之间的引斥干涉规律,并使位错在夹杂内部产生一个稳定或非稳定的平衡点.

旋转圆柱材料的刃型位错

材料在加工、制造过程中难免出现位错、裂纹、空洞等微观缺陷,机械工程中的材料又经常处于运动之中。运动材料的速度、加速度对其内部位错的行为产生显著的影响。分析了具有角速度和角加速度的旋转圆柱材料中刃型位错的行为,旨在探讨材料的运动对位错行为的影响。运用复变函数理论,获得了复势函数和应力场的精确解,导出了作用于刃型位错的像力表达式,并讨论了旋转圆盘角速度和角加速度对位错力的影响。数值结果表明,旋转角速度使得x轴上的位错受到y方向的作用力,这个作用力随旋转角速度的增大而增大;而位错受到的x方向的作用力随旋转角加速度的增大而增大,旋转角加速度为负值时,存在一个位错的不稳定平衡位置,位错在此位置受到的合力为零。

旋转圆柱中刃型位错偶极子的弹性平面解

分析了具有角速度和角加速度的旋转圆柱材料中的刃型位错偶极子.运用复变函数理论获得了应力场的精确解,推导出了作用于刃型位错偶极子的位错力表达式,并讨论了旋转圆盘角速度、角加速度和偶极子距离对位错力的影响.结果表明,旋转角加速度为负值时,存在一个位错偶极子的稳定平衡位置.

压电材料中螺型位错和偶极子与半椭圆槽表面裂纹的干涉效应

运用弹性复势方法,研究纵向剪切和面内电场共同作用下无限半平面压电材料中螺型位错和偶极子与半椭圆槽表面裂纹的电弹干涉效应,得到该问题复势函数的封闭形式解答,并由此导出广义应力场、裂纹尖端的广义应力强度因子以及作用在螺型位错上的位错力。算例结果表明:增大材料压电常数会相应增大位错力、位错对裂纹尖端的屏蔽和反屏蔽效应;增大位错离裂纹尖端的距离,位错力会相应减小;变化φ(偶极子臂与x轴正半轴夹角)值会出现一个改变位错偶极子对应力强度因子作用方向的临界值。

压电磁材料中螺型位错与含界面裂纹圆形夹杂的干涉效应

研究了无限大压电磁基体材料中螺型位错与含界面裂纹圆形夹杂的电磁弹耦合干涉问题.运用复变函数方法,获得了夹杂和基体区域复势函数以及电弹性场的精确封闭形式解答.导出了位错在基体中任意位置时界面裂纹尖端广义应力强度因子的表达式.利用广义Peach-Koehler公式求出了作用于螺型位错上的位错力.该文解答可以作为Green函数研究压电磁材料中任意形状裂纹和圆弧形界面裂纹的干涉作用.

基体中螺位错偶极子与含共焦钝裂纹椭圆夹杂的干涉效应

将复变函数的分区全纯理论、柯西型积分、应力函数奇性主部分析方法与Riemann边值问题相结合,研究了基体中的螺型位错偶极子与含共焦椭圆钝裂纹的椭圆夹杂的弹性干涉问题,求得了基体和夹杂区域复势函数的级数形式精确解.并由此推导出了基体和夹杂区域的应力场、椭圆钝裂纹右端点的应力强度因子以及作用在螺型位错偶极子中心的位错像力和像力偶矩的公式,同时分析了螺位错偶极子倾角、夹杂和椭圆钝裂纹的尺寸以及材料常数对它们的影响规律.结果表明:位错力和应力强度因子随螺位错偶极子倾角作周期变化,且受相对剪切模量的影响很大.