功能梯度压电材料和功能梯度压电/压磁材料中裂纹对SH波的散射

摘要

压电材料和压电/压磁复合材料具有独特的力电和电磁耦合性质，正是如此，它们已经广泛地应用于电子元器件的制作，如高精度传感器、制动器及高精度位移器等。由于工艺制备中常常不可避免会带有一些缺陷，所以研究这些材料的力学性能和断裂特性能为材料科学家和材料设计制备人员提供技术支持。因此，本文将对功能梯度压电材料和功能梯度压电/压磁复合材料中单裂纹和双裂纹对SH波的散射问题进行研究。
　　 第一章概述了功能梯度压电/压磁复合材料力学方面的研究现状及发展、弹性波在裂纹处散射的研究现状和断裂力学的研究方法以及本文的主要内容。第二章介绍了压电材料和压电/压磁复合材料的基本方程。第三章讨论了粘接均匀弹性材料的功能梯度压电带中单裂纹对SH波的散射。第四章讨论了功能梯度压电带中共线双裂纹对SH波的散射。第五章讨论了无限大功能梯度压电压磁平面中共线双裂纹对SH波的散射。这三章都是利用压电材料或压电/压磁复合材料的本构方程得到一组复杂的动态方程，采用Fourier积分变换，得到对偶积分方程组，然后利用Copson方法进行数值求解，最后数值计算讨论了载荷耦合参数、材料梯度参数及波数等因素对标准动应力强度因子的影响。第六章对全文进行了简要的总结并且提出了一些今后感兴趣的问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

1.1功能梯度材料的概述

1.2功能梯度压电材料的发展与研究现状

1.3压电/压磁材料概述

1.4弹性波的研究及断裂力学的研究方法

1.5本文的主要工作

第二章 基本方程

2.1压电材料的基本方程

2.2压电/压磁材料的基本方程

2.3平面谐波的基本方程

第三章 粘接均匀弹性材料的功能梯度压电带中单裂纹对SH波的散射

3.1引言

3.2问题的提出

3.3对偶积分方程的建立与求解

3.4裂纹尖端局部奇异场

3.5数值算例与讨论

3.6本章小结

第四章 功能梯度压电带中共线双裂纹对SH波的散射

4.1引言

4.2问题的提出

4.3对偶积分方程的建立与求解

4.4裂纹尖端局部奇异场

4.5数值算例和讨论

4.6本章小结

第五章 无限大功能梯度压电/压磁材料中共线双裂纹对SH波的散射

5.1引言

5.2问题的提出

5.3对偶积分方程的建立与求解

5.4裂纹尖端局部奇异场

5.5数值算例及讨论

5.6本章小结

第六章 展望

参考文献

致谢