具周期裂纹的拼接压电材料的梯度压电压磁带的断裂行为分析

在非渗透性裂纹边界条件下,采用Fourier变换将边值问题转化为积分方程.最后利用Gauss-Chebychev积分公式进行求解,获得了裂纹尖端局部场的解析式.通过数值算例得出物性参数对裂纹端强度因子的影响情况,梯度参数、裂纹半长以及材料宽度的增大均会使强度因子增大,但增大的趋势有所不同.

带4k个周期裂纹的圆形孔口问题的精确分析解

利用复变函数方法,通过构造保角映射研究了带4k个周期裂纹的圆形孔洞的平面弹性问题,给出了裂纹尖端应力强度因子的解析解,并由此模拟了具有对称四裂纹和对称八裂纹的圆形孔洞问题,以及共点周期裂纹和十字裂纹问题.

拉伸环向周期裂纹管的应力强度因子

利用裂纹非自发扩展的能量释放率,即G*-积分理论分析求解了拉伸周期裂纹管应力强度因子问题,给出了周期裂纹管应力强度因子的系列解答。该解亦可作为开裂曲板应力强度因子的近似解。

功能梯度涂层中的Ⅲ型周期裂纹问题

利用分层模型研究功能梯度涂层中的Ⅲ型周期裂纹问题 ,借助Fourier级数及传递矩阵技术 ,可将该边值问题化为求解Hilbert奇异积分方程 ,数值求解该方程即可得到应力强度因子。数值结果表明 ,当裂纹较密且裂纹相对较短时 ,裂纹之间的相互作用比较明显 ;

含双周期裂纹的一维六方准晶电弹性全平面应变基本问题

针对电极化方向沿准周期方向的情况,讨论了周期平面内含双周期裂纹的一维六方准晶的电弹性全平面应变第一基本问题和第二基本问题。根据力的叠加原理,将三维的应力系统分解为线性独立的两组二维应力状态;运用复应力函数方法将弹性平衡状态的求解归结为求解正则型积分方程,并证明了其唯一可解性。结果表明:一维六方准晶双周期断裂问题在广义双周期边界条件下的力学解是存在并且唯一的。此结果为运用各种方法研究该基本问题的正确性和一致性提供了理论保证。

一维六方压电准晶中圆孔边周期裂纹分析

利用复变函数和保角变换的方法,结合柯西积分,针对一维六方压电准晶中圆孔边周期裂纹问题进行了分析研究,导出了电不可导通边界条件和电可导通边界条件下Ⅲ型裂纹问题的场强度因子和能量释放率。在缺失相位子场或电场时,所得结果和已有结果做对比分析,以此验证方法的有效性。通过数值算例讨论了裂纹数、几何参数、耦合参数、声子场应力、相位子场应力和电载荷对材料断裂特性的影响规律,以便在实践中得到更好的应用。本研究为压电准晶元件的优化设计和可靠性分析提供理论基础。

正交弹性材料中双周期裂纹反平面问题的封闭解

研究了无限大正交弹性材料中含双周期裂纹的反平面问题,其基本胞元含有三条裂纹,且三条裂纹的中心恰好位于一等腰三角形顶点。运用椭圆函数、保角变换理论、施瓦兹公式获得了该问题应力场的封闭解,并得到了裂纹尖端处的应力强度因子。该问题结果取特殊情形退化对应于单排共线周期裂纹的解答。通过数值算例,分析了双周期裂纹归一化的应力强度因子随双周期裂纹的横向间距和纵向间距之比b/a分别取10、5、2、1时的变化曲线。结果表明:对于一定的横向间距,应力奇异因子随纵向间距的增大而减小,但随着纵向间距的增大,纵向间距对应力奇异因子的影响变得不明显;对于一定的纵向间距,应力奇异因子随横向间距的减小而减小,但随着横向间距的减小,横向间距对应力奇异因子的影响变得不明显。

压电压磁材料中周期裂纹对SH波的散射

本文用奇异积分方程方法研究了SH波和压电压磁材料中周期裂纹的相互作用.根据电磁弹性材料的控制微分方程,通过傅立叶积分变换,将问题转化为Hilbert核的奇异积分方程组.利用Lobatto-Chebyshev多项式逼近求解积分方程,得到了强度因子的表达式.通过数值算例,说明了SH波的频率、入射角以及材料参数对强度因子的影响.

含双周期裂纹群弹性板的弱化问题

应用隔离分析与叠加原理，研究了沿一个方向共线的双周期裂纹群的相互作用，提出了一种新的近似解法，将裂纹尖端应力强度因子及裂纹表面间断位移用解析或半解析的式子直接表达出来，进而求出双周期裂纹板的有效弹模及柔度矩阵，算法简单，结果精确，是一种处理双周期裂纹群问题的有效方法。

一维六方准晶材料中双周期裂纹反平面问题

研究无限大一维六方准晶材料中含双周期分布裂纹的反平面问题,其基本胞元含有3条裂纹,且3条裂纹的中心恰好位于等腰三角形顶点.充分考虑问题的双周期对称性,通过运用椭圆函数理论、保角变换理论、施瓦兹公式获得了准晶声子场和相位子场的封闭解以及裂纹尖端处的应力强度因子表达式.

具周期裂纹的半平面周期接触问题的奇异积分方程数值解法

运用Hilbert核的奇异积分方程的数值解法研究具任意形状裂纹的各向同性弹性半平面在周期压头作用下的周期接触问题,将所考虑问题转化为第一型或第二型的奇异积分方程组.最后给出带垂直裂纹的半平面在光滑平底压头作用下的数值结果.令a→∞时,就得到非周期经典结果.

正交各向异性功能梯度材料周期裂纹问题研究

研究了正交各向异性功能梯度材料含平行周期裂纹的平面I型和II型断裂问题.考虑正交各向异性的主轴方向分别为平行和垂直于带的边界,运用Fourier变换,将混合边值问题的求解转化为求解第一类Cauchy奇异积分方程,获得了周期裂纹尖端应力场.结果显示了非均匀材料参数,材料力学性质和裂纹间距对应力强度因子的影响,对功能梯度材料的设计及应用有参考价值.

近表面周期裂纹阵对SH波散射问题的边界元解

针对半空间中一近表面周期裂纹对SH波的散射问题,本文采用边界元法进行研究。利用周期性的条件,将问题归结为一个典型条带中含单个裂纹的问题,并推导出了以裂纹张开位移为未知函数的边界积分方程。为了解决高阶奇异的边界积分方程的数值计算问题,本文采用解析的方法进行降阶。计算了半空间表面的位移,与其他方法求解结果的比较证明了数值计算的可靠性。

热压电介质中的渗透型周期裂纹问题

利用Ｓｔｒｏｈ公式，研究了合共线周期裂纹热的压电介质的广义二维问题．该工作有两个特征：一是裂纹被建模为具有渗透表面的缝隙，并假设为跨越上下表面时，电场的切向分量和电位移的法向分量是连续的；另一个特征是，机一电载荷和热载荷被假设作用在无限远处，而不是在裂纹表面．基于这两个假设，我们获得了有关场强因子，以及裂纹内电场的相当简洁的表达式．结果表明：①在裂纹内电场是线性变化的，②电位移的奇异性总是取决于应力的奇异ｓ性，③所有场的奇异性与所加的电载荷无关．

复合材料拼接平面的周期裂纹问题

本文考虑了由两种带周期裂纹的不同材料拼接时的问题,已知每一周期裂纹两侧相对于平动的位移(准周期的)和其上外应力的合主矢量。问题化为在周期裂纹和拼接线上的Hilbert奇异积分方程,并导出了计算应力强度因子的数学计算公式。

一维六方压电准晶材料中双周期裂纹反平面问题

讨论无限大一维六方压电准晶材料中一类裂纹中心位于矩形顶点且成双周期分布的反平面问题,利用周期对称性、保角变化、椭圆函数及施瓦兹公式,给出该问题场势函数的封闭解,进而得到了裂纹尖端的强度因子。

双周期裂纹场的不同材料弹性平面焊接问题

本文讨论双周期胞腔中含若干个任意形状裂纹的不同材料的弹性平面焊接问题,根据路见可和方法,对这类弹性平面问题建立起了数学模型,将求解弹性平衡问题化归为寻求复应力函数的问题,并把路见可给出的复Airy函数用于推广方法,更进一步地将寻求复应力函数的问题归结为求解正则型的奇异积分方程,最后证明了其解存在且唯一。

周期裂纹削弱的无限长板条的应力分析

作出了周期裂纹削弱的无限长板条的应力分析· 假设这些裂纹均在水平位置,又板条承受y方向的拉伸力p· 此时边值问题归结为一个复杂混合边值问题· 发现,对此问题言,特征展开变分原理方法(eigenfunctionexpansionvariationalmethod,简称为EEVM)是非常有效的· 研究了裂纹端的应力强度因子和T＿应力· 从拉伸力作用下的弹性变形考虑。

无限压电体内共线周期裂纹间的相互作用

研究了无限压电体内共线周期裂纹间的相互作用的问题,并且考虑了裂纹尖端的饱和条带作用.应用Stroh理论和保角变换方法,得到了共线裂纹的一般周期解.对应力强度因子和饱和条带尺寸进行了理论推导,详细分析了它们与周期长和半裂纹长的比值h/l之间的关系.数值结果表明:1)当h/l大于4.0时,裂纹之间的相互作用对应力强度因子影响较小,无限压电体内周期裂纹和单裂纹的值几乎相等.这表明当h大于4.0l时,建立裂纹扩展判据时可以近似忽略裂纹之间的相互作用;2)周期裂纹的饱和条带尺寸趋近于单裂纹值的速度,取决于无穷远处的电载荷,通常无穷远处的电载荷越大,趋近速度越慢.

剪切波在周期裂纹界面上的反射和折射

研究了剪切波在周期裂纹界面上的反射和折射问题 ,根据问题的周期性 ,利用Fourier级数将该混合边值问题归结为一组Hilbert型的奇异积分方程 ,同时推导出散射波位移折射反射系数。通过数值求解奇异积分方程 ,计算了折反射系数 ,结果发现 :反射、折射系数受频率、入射角、裂纹周期、裂纹长度、材料组合等诸多因素影响 ,同时 ,折反射系数曲线在某些很窄的频率域内有陡升和陡降现象。