广义压电动态(J)积分的守恒性及其应用

摘要

在裂纹绝缘与应力自由的条件下, 证明了考虑压电效应与惯性效应的广义压电动态(J)积分与围道Γ的选择无关, 这一特性称为广义压电动态(J)积分的守恒性. 若所有电场量为零, 广义压电动态(J)积分变为断裂动力学中的J积分. 在线弹性情况下, 导出了压电动态(J)积分与KⅢ(t)的关系. 以压电陶瓷(BaTiO3)板中央有限裂纹对入射反平面剪切谐波的散射为例, 给出了规范化动应力强度因子(K)Ⅲ(t)随规范化圆频率的变化曲线. 研究结果表明: 在该曲线上存在峰值与谷值;当(ω)→1时, ((K)Ⅲ)max=1.372, 该峰值比其相应的静态值高27%, 因此, 惯性效应不能忽略; 当(ω)→3时, ((K)Ⅲ)min=0.247; 当(ω)→0时,(K)Ⅲ→1, 即动应力强度因子趋近于相应的静态值.