有限高狭长压电体中半无限反平面裂纹分析

利用保角变换和复变函数方法,研究了裂纹面上受反平面剪应力和面内电载荷共同作用下的有限高狭长压电体中半无限裂纹的断裂问题,给出了电不可通边界条件下裂纹尖端场强度因子和机械应变能释放率的解析解.当狭长体高度趋于无限大时,可得到无限大压电体中半无限裂纹的解析解.若不考虑电场作用,所得解可退化为纯弹性材料的已知结果.此外,通过数值算例,分析了裂纹面上受载长度、狭长体高度以及机电载荷对机械应变能释放率的影响规律.

有限高狭长压电体中共线双半无限裂纹问题的解析解

通过引入合适的保角变换,利用复变函数法,分析了部分裂纹面上受反平面剪应力和面内电载荷共同作用下有限高狭长压电体中含共线双半无限裂纹问题,导出了电不可通边界条件下两个裂纹尖端场强度因子和机械应变能释放率的解析解.当不考虑电场作用时,所得解可退化到经典弹性材料的情况.而当两裂纹尖端的距离趋于无穷大时,也可退化为狭长压电体中半无限裂纹问题的解.最后,通过数值算例,讨论了受载长度、狭长体高度、机电载荷对机械应变能释放率的影响规律以及两个裂纹之间的相互作用.结果表明,两裂纹尖端的距离越短,材料越容易破坏;且机电载荷对左尖端裂纹的扩展影响更为显著.

含垂直极化方向穿透的共线半无限裂纹的狭长压电体的平面问题

通过构造新的广义保角映射,利用广义复变函数方法研究了在电不可渗透边界条件下含有沿垂直于极化方向穿透的共线半无限裂纹的狭长压电体的平面问题,给出了裂纹尖端处的各场强度因子的解析解。此外,当狭长体高度和裂纹尺寸按一定的趋势变化时,还可以得到压电复合材料另外几种新构型的平面问题的解析解。通过数值算例分析得到了两裂纹之间的距离、狭长体的高度及裂纹面上的受载长度对场强度因子的影响规律。