各向异性两相材料尖劈和接头的应力奇异性研究

摘要

随着科学的发展,各类新材料广泛应用于各工业领域,形成了各种由不同材料结合而成的尖劈和接头结构。尖劈和接头端部存在着奇异性应力场,它们往往足材料破坏的起点,会导致整个结构失稳,造成安全隐患。要建立界面破坏的评价方法,首先要得到表征界面端的参数,比如应力奇异性指数,应力角函数和位移角函数等。
　　 本文为了确定各向异性复合材料尖劈和接头的奇异应力场,提出了一种基于一阶近似假设特征值法。主要工作与成果如下:
　　 1.基于各向异性弹性材料的基本方程与一阶近似假设,利用分离变量形式的位移函数,分析了各向异性两相材料尖劈和接头以及有裂纹的接头端部问题,导出了关于应力奇异性指数与应力角函数的奇异性特征方程。
　　 2.采用无网格法对奇异性特征方程进行离散。求解离散化后的特征方程,得到了各向异性两相材料尖劈和接头端部的各阶应力奇异性指数、相应的应力角函数、以及位移角函数。
　　 3.讨论了界面角和结合角的改变以及材料纤维铺设方向的改变对两相材料尖劈和接头端部奇异行为的影响。