双相压电介质中界面不对称圆孔的反平面动力分析

摘要

压电材料由于其独特的力电耦合性能,使其作为新型智能材料在国防、机械等多个工业领域有着广泛的应用前景。由于其主要作为敏感元器件使用,这也使得裂纹、圆孔、夹杂等各类缺陷对材料的应用性有着十分关键的影响,含圆孔等缺陷的的压电材料的动力学问题的研究受到国内外学者的广泛关注。
　　本文以双向压电材料界面不对称圆孔为模型,研究此情况下的动力学反平面问题,给出了圆形孔洞周边的动应力集中系数变化情况。先将本文模型进行“切割”,并分别建立适用于模型的Green函数,通过界面边界条件求解出Green函数的具体表达形式。
　　引入附加外力系以及外电场使得上下空间的位移和电场符合连续条件从而将分割开的半空间“契合”在一起,最终给出圆形孔洞周边的动应力集中系数的解析表达形式。并且引入第一类Fredholm定解积分方程梯形公式,通过梯形公式对其进行直接数值积分求出数值解。
　　通过具体算例分析不同圆心位置、材料参数、入射波波数等情况对圆形孔洞周边动应力集中系数的解的影响,将部分结果与已有文献中的结果对比来确定本文结果的准确性和适用性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 选题的背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 基本理论

2.1弹性动力学基本理论

2.2压电材料基本理论

2.3各向同性压电介质中的基本方程

2.4第一类Fredholm积分方程的直接数值积分解法

2.5本章小结

第3章 双相压电介质中界面圆孔反平面问题分析

3.1引言

3.2基本控制方程

3.3 Green函数的性质

3.4 SH波对双相压电介质的入射和散射

3.5 本章小结

第4章 双相压电介质中界面圆孔算例

4.1 模型退化验证

4.2 几何参数变化算例分析

4.3 SH波入射角度为零度时算例分析

4.4动应力集中情况随KR的变化情况算例分析

4.5电场强度集中系数变化算例分析

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢