反平面剪切作用下双材料滑动界面的细观力学模型

摘要

非理想粘结界面对多相材料力学性能具有重要影响。对于双材料间含众多随机分布微裂纹的界面,宏观上可以等效为连续损伤的弱界面,其两侧的面力连续而位移有间断。只有切线方向的位移间断,而法线方向位移连续的弱界面称之为滑动界面。在反平面剪切的作用下,我们证明了对于含有随机分布微裂纹的弹性双材料界面在宏观上等效为线弹簧型滑动界面,并获得了滑动界面柔度的一般表达式。利用Mori-Tanaka方法和广义自洽方法,我们研究了滑动界面柔度系数和微裂纹密度的关系。对这两种方法所得的结果进行比较发现,Mori-Tanaka方法得到的界面柔度比广义自洽方法得到的界面柔度大。当裂纹密度比较小时,这两种方法求得的界面柔度很接近。两种方法的结果都表明,界面柔度随裂纹密度的增加而增加。Mori-Tanaka方法比广义自洽方法求解更为简便。