具有任意属性功能梯度压电材料断裂分析

发布时间：2021-03-17 22:35

　　功能梯度压电材料作为一种新的非均匀复合材料,材料性能在梯度方向连续变化。现有的实验表明,功能梯度压电材料在制造和使用过程中会产生裂纹或缺陷,使其产生应力和电场集中现象,可能导致材料破坏甚至失效。因此,分析功能梯度压电材料的断裂问题具有重要意义。本论文针对具有任意属性功能梯度压电材料,分析相应的断裂力学问题。本文首先研究含有I型裂纹且具有任意属性功能梯度压电材料的静态断裂力学问题。提出了分段指数模型,将功能梯度压电材料沿厚度方向分成若干层,假设每层材料属性呈指数函数形式变化。然后利用积分变换和留数定理等方法,推导出奇异积分方程组,获得裂纹尖端应力强度因子,并分析了分层数、裂纹长度以及材料属性分布形式对应力强度因子的影响。结果表明,当分层数足够大时可以获得应力强度因子的收敛解;将材料属性假设为特殊函数形式求解功能梯度压电材料断裂问题解析解是具有一定局限性。其次,研究了含有任意方向裂纹且具有任意属性功能梯度压电材料的静态断裂问题。首先利用叠加原理,将此裂纹问题分为两部分。其次,利用分段指数模型,分别求出这两部分解。最后根据边界条件推导出奇异积分方程组,获得裂纹尖端应力强度因子,验证了用分段指... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

功能梯度材料结构和特性

【参考文献】：
期刊论文
[1]含共线裂纹功能梯度材料断裂问题分析[J]. 潘海珠,刘东,刘彦忠,李长荣,葛海淼.  机械强度. 2019(04)
[2]浅谈压电材料研究现状及发展趋势[J]. 段利利,邢健.  山东工业技术. 2015(22)
[3]功能梯度材料的制备及应用发展[J]. 马文静.  中国新技术新产品. 2015(07)
[4]Two coplanar cracks in a functionally graded piezoelectric material strip under mechanical and transient thermal loadings[J]. UEDA Sei.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2012(11)
[5]功能梯度压电带粘接功能梯度压电材料裂纹问题[J]. 丁生虎,李星.  兰州大学学报(自然科学版). 2008(01)
[6]功能梯度压电压磁材料中断裂问题分析[J]. 孙建亮,周振功,王彪.  力学学报. 2005(01)
[7]功能梯度压电材料反平面断裂问题研究[J]. 胡克强,仲政,金波.  强度与环境. 2001(04)

博士论文
[1]功能梯度压电材料的摩擦接触分析[D]. 苏洁.北京交通大学 2018
[2]具有任意属性的功能梯度材料裂纹问题研究[D]. 潘海珠.哈尔滨工程大学 2018
[3]功能梯度材料动态热力耦合分析的径向积分边界元法研究及其应用[D]. 郑保敬.大连理工大学 2015

硕士论文
[1]压电材料全平面含平行线裂纹问题研究[D]. 常志艳.大连海事大学 2017
[2]功能梯度材料中线裂纹的应力分析[D]. 李涛.大连海事大学 2016
[3]多边形网格功能梯度材料边界单元法[D]. 周巍巍.大连理工大学 2015



本文编号：3087833