层状压电—压磁结构中Ⅲ型裂纹对SH波的散射

发布时间：2021-11-05 03:37

　　层状结构是压电-压磁复合材料的重要形式之一,具有制造工艺简单、磁电转换效率高和易于施加电场或磁场实现电能和磁能之间相互转换的调控等优点,这使得其在传感与控制技术、信息技术、新兴的智能材料系统与结构以及微机电系统等高新技术领域呈现出潜在的应用前景。由于多数压电和压磁材料是脆性材料,因此由他们制作的复合材料或器件在力电磁载荷作用下容易断裂或失效。因而,研究层状压电-压磁复合材料的断裂在揭示新的断裂现象和为应用提供理论参考都具有重要的意义。压电-压磁复合材料电能和磁能之间的相互转换是压电相和压磁相之间变形传递的结果,因此,凝聚态物理和材料科学领域的研究者没有考虑压电相中的磁场和压磁相中的电场。基于这样一个物理背景,本文忽略压电相中的磁场和压磁相中的电场,即压电材料和压磁材料之间界面上的电势和磁势为零,研究了SH波作用下压磁-压电-压磁夹层结构和压电层-压磁半空间结构的动态断裂性能。首先应用Fourier变换将混合边值问题转化为第一类Cauchy奇异积分方程,然后使用Gauss-Chebyshev多项式方法求解得到的积分方程,结合数值算例获得了材料性能、入射波频率、裂纹长度以及压电层厚度对动态... 

【文章来源】：石家庄铁道大学河北省

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 压电-压磁复合材料中Ⅲ型裂纹的瞬态断裂
        1.2.2 压电-压磁复合材料中Ⅲ型裂纹的动态传播与扩展
        1.2.3 压电-压磁复合材料中Ⅲ型裂纹对SH波的散射
    1.3 本文的选题来源及研究内容
第二章 压电-压磁夹结构中Ⅲ型裂纹对SH波的散射
    2.1 问题的描述和基本方程
    2.2 入射场问题
        2.2.1 频散方程和入射应力的推导
        2.2.2 数值结果与分析
    2.3 散射场问题
        2.3.1 奇异积分方程推导和求解
        2.3.2 应力强度因子
        2.3.3 数值结果与分析
    2.4 小结
第三章 压电-压磁层状半空间结构中Ⅲ型界面裂纹对SH波的散射
    3.1 问题的描述
    3.2 入射场问题
        3.2.1 频散方程和入射应力的推导
        3.2.2 数值结果与分析
    3.3 散射场问题
        3.3.1 奇异积分方程推导和求解
        3.3.2 数值结果与分析
    3.4 小结
第四章 结论
附录
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3476994