袁泽帅
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郭俊宏
,
卢子兴
复合材料学报
通过构造新保角映射，利用stroh公式研究了远场受反平面剪应力和面内电载荷共同作用下无限大压电复合材料中幂函数型曲线裂纹的断裂行为。给出了电不可渗透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。该解析解在幂函数的幂次为零时，可退化为已有文献中无限大压电复合材料含直线裂纹的结果，证明了其合理性。由解析解可知，裂纹几何形状一定时，电场分布将不受机械载荷的影响。最后，通过数值算例讨论了幂函数的幂次、系数及其在X1轴上的投影长度对机械应变能释放率的影响。结果表明，当压电体仅受X2方向载荷作用时，对于给定幂次与开口的曲线裂纹，在X1轴上的投影长度存在一临界值使其最容易开裂；而对于给定投影长度与幂次的曲线裂纹，开口越大裂纹越容易扩展。
关键词:
压电复合材料
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幂函数型曲线裂纹
,
保角映射
,
机械应变能释放率
,
解析解
于静
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郭俊宏
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邢永明
复合材料学报
采用复变函数方法和保角映射技术,研究了压电复合材料中含唇形裂纹的无限大体远场受反平面机械载荷和面内电载荷作用下的反平面问题,利用复变函数中的留数定理和Cauchy积分公式,分别获得了电不可通和电可通两种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表达式.当唇形裂纹的高度趋于零时,可得到无限大压电复合材料中Griffith裂纹的解析解.若不考虑电场作用,所得解退化为经典材料的已知结果.数值算例显示了裂纹的几何尺寸和机电载荷对机械应变能释放率的影响规律.结果表明:唇形裂纹高度的增加会阻碍裂纹的扩展;机械载荷总是促进裂纹的扩展;电载荷对裂纹扩展的影响与裂纹面电边界条件有关.
关键词:
压电复合材料
,
唇形裂纹
,
复变函数方法
,
场强度因子
,
机械应变能释放率
郭怀民
,
赵国忠
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150303.001
狭长体中的裂纹是断裂力学中经常采用的研究模型.含有共线无限长裂纹的条形磁电弹性体,当面内的力电磁和反平面的剪应力作用在左边裂纹尖端附近的一段裂纹面上时,往往会产生动态断裂.利用复变函数法中的拱形变换公式,导出了磁电全非渗透型边界条件下左裂纹尖端动态的应力强度因子以及机械应变能释放率的解析解.当运动速度趋于零时退化为静止状态下的解.通过数值算例分析了断裂机理,讨论了静止状态下狭长体和裂纹的几何尺寸、外力、电场和磁场分别对能量释放率的影响,为相关器件的设计与制造提供了帮助.
关键词:
运动裂纹
,
磁电弹性复合材料
,
复变函数法
,
应力强度因子
,
机械应变能释放率
