复杂载荷作用下压电压磁体Ⅲ型界面裂纹尖端场研究

摘要

鉴于压电材料和压电磁材料具有独特的机电磁耦合性,即载荷可以引起变形,进而引起电磁场的改变,反过来,电磁场也会引起变形乃至应力和COD的改变,使其在现代工程中具有广阔的应用前景。本文主要研究压电材料和压电磁材料在集中荷载和残余应力作用下Ⅲ型界面裂纹尖端撕开位移、裂纹尖端螺型位错塞积群的数量、裂纹尖端应力强度因子以及位错塞积区的等效应强度因子的解析解。建立了相关问题的力学模型,应用复变函数分区全纯理论、解析函数奇性主部分析方法、解析延拓原理、Cauchy型积分以及Riemann边值问题求解方法,获得了相应问题的一般复势解答。数值分析结果表明,在只有力荷载作用或者有力荷载而电磁荷载比较小的情况下,对压电材料或压电磁材料的影响不大,可以忽略,而当把电磁荷载加大到一定数值时,可以引起极大的电势和磁势。
　　 本文的解答结果为评估工程中含缺陷压电材料装置的强度和可靠性方面提供了依据。本文的退化结果与已有文献完全一致。
　　 全文共四章,第一章主要介绍了国内外相关领域的研究现状,本文的主要研究工作以及创新工作。第二章到第四章基于压电压磁材料的机电磁耦合关系分别求解了在集中荷载、均匀残余应力以及非均匀残余应力作用下Ⅲ型界面裂纹尖端撕开位移,裂纹尖端螺型位错塞积群的数量,裂纹尖端应力强度因子以及位错塞积区的等效应力强度因子的解析表达式。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 相关领域的研究现状

1.2.1 弹塑性断裂的研究现状及进展

1.2.2 压电磁材料机电磁耦合问题的研究现状及进展

1.3 本文的主要研究内容

1.4 本文的主要创新工作

第二章 集中荷载作用下压电体Ⅲ型界面裂纹尖端撕开位移分析

2.1 引言

2.2 问题描述和基本方程

2.2.1 基本方程

2.2.2 问题描述

2.3 问题的一般解答

2.4 数值分析

2.5 结论

第三章 残余应力作用下压电体Ⅲ型界面裂纹尖端撕开位移分析

3.1 引言

3.2 基本方程与问题描述

3.2.1 基本方程

3.2.2 问题描述

3.3 一般解答

3.4 数值分析

3.5 结论

第四章 残余应力作用下压电磁体Ⅲ型界面裂纹尖端撕开位移分析

4.1 引言

4.2 基本方程与问题描述

4.2.1 基本方程

4.2.2 问题描述

4.3 边界条件

4.4 问题的一般解答

4.5 数值分析

4.6 结论

总结与展望

参考文献